一种LaF3:Tb制造技术

本发明专利技术属于光学薄膜领域，具体涉及一种LaF3:Tb

【技术实现步骤摘要】
一种LaF3:Tb
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下转换减反射膜及其制备方法和用途


[0001]本专利技术属于光学薄膜领域，具体涉及一种LaF3:Tb
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下转换减反射膜及其制备方法和用途。

技术介绍

[0002]太阳能是一种可再生能源，而太阳能电池可以直接将太阳能转换为电能，因此，一直受到人们的广泛关注。然而，两个主要瓶颈限制了太阳能电池的效率。一是，太阳能器件表面的反射，二是，太阳能电池的响应光谱波长与太阳辐射到地面的光谱不匹配(以硅半导体太阳能为例，响应波长为400～1100nm，太阳光谱辐射到地球表面的波长为250～2500nm)(Phys Chem Chem Phys,11(2009)11081
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11095.)。由于这两部分的限制，太阳能电池有一个极限效率为29％(Chemical Society Reviews 42(2013)173
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201.)。因此，减少光的反射和光谱不匹配对于太阳能电池来说非常重要。
[0003]太阳能光伏玻璃是透明的，可以起到保护太阳能电池免受物理冲击和腐蚀。但是光伏玻璃的折射率一般为1.52，会造成将近8％的光反射。现有技术通过在光伏玻璃表面制备一层减反射膜来进一步提高太阳能电池效率，这些减反射薄膜在较宽的光学范围内会表现出较低的光吸收和高的透光率。
[0004]近年来，LaF3具有耐腐蚀性强，耐湿性能好，热稳定性高等特点，而作为表面保护和修饰层广泛应用于不同的光电器件。但是LaF3薄膜的制备技术非常昂贵，而且需要精密的仪器。虽然减反射膜可以减少光的反射，但是还是不能减少太阳光与太阳能电池的光谱不匹配问题，而下转换可以将紫外光转化为可见光。近年来，LaF3掺杂各种稀土材料制备的下转换荧光粉已经被广泛的研究(J Fluorine Chem,2017,200:18
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23.)，但是荧光粉的颗粒尺寸大，会对光造成严重的散射，而且，制备出的稀土掺杂的LaF3纳米颗粒不容易均匀地分散在极性溶剂中。因此，提供一种低成本、具有下转换功能且纳米尺度下分散均匀的LaF3减反射膜的制备方法，将具有重要的意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的之一是提供一种LaF3:Tb
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下转换减反射膜，以解决现有技术中LaF3薄膜的制备工艺昂贵，稀土掺杂的LaF3纳米颗粒大分布不均匀的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种LaF3:Tb
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下转换减反射膜的制备方法，包括如下步骤：
[0007]S1、称取质量比为1:1.3:(0.1～0.3):0.6:0.3:(10～20)的氧化镧、浓硝酸、六水硝酸铽、氟化氨、聚乙烯吡咯烷酮K30、水，在水中逐次加入氧化镧、浓硝酸、六水硝酸铽、氟化氨和聚乙烯吡咯烷酮K30，充分搅拌得到混合液；
[0008]S2、调节混合液的pH呈弱酸性，然后装入反应釜中，在100～200℃的烘箱中加热5～15h，反应结束后离心洗涤，即制得LaF3:Tb
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纳米颗粒，将LaF3:Tb
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纳米颗粒分散在无水乙醇中，制得镀膜溶液；
[0009]S3、取干净的玻片在镀膜溶液中提拉镀膜后取出，高温退火获得LaF3:Tb
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薄膜。
[0010]作为LaF3:Tb
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下转换减反射膜的制备方法进一步的改进：
[0011]优选的，步骤S1中氧化镧、浓硝酸、六水硝酸铽、氟化氨、聚乙烯吡咯烷酮K30和水的质量比为1:1.3:0.12:0.6:0.3:15。
[0012]优选的，步骤S2中混合液的pH为4
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7。
[0013]优选的，步骤S2中LaF3:Tb
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纳米颗粒在无水乙醇中分散的质量比为(0.5～2):50。
[0014]优选的，步骤S3的提拉镀膜中镀膜机的下降速度为50～100mm/min，浸渍时间为30～60s，上升速度为50～100mm/min。
[0015]优选的，步骤S3中高温退火的温度为200～500℃，时间为1～2h。
[0016]优选的，步骤S3中将玻片依次用KOH溶液和乙醇浸泡后，再用去离子冲洗后烘干，即得到干净的玻片。
[0017]本专利技术的目的之二是提供一种由上述制备方法制得的LaF3:Tb
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下转换减反射膜。
[0018]本专利技术的目的之三是提供一种上述LaF3:Tb
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下转换减反射膜在太阳能电池玻璃上的用途。
[0019]本专利技术相比现有技术的有益效果在于：
[0020](1)本专利技术用水热法制备了LaF3:Tb
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纳米颗粒，颗粒尺寸为30nm左右。并且获得了分散均匀的LaF3:Tb
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纳米颗粒镀膜溶液，通过提拉法制备出LaF3:Tb
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薄膜。这种方法简单，技术成熟，成本低，而且不需要精密仪器。
[0021](2)本专利技术制得的LaF3:Tb
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减反膜在实现光的下转换同时，仍保持了良好的减反效果。镀膜样品在602nm处的峰值透过率到达98.87％，在400nm～1100nm波长范围内，使玻璃的平均透过率从89.92％提高到96.09％。这种LaF3:Tb
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纳米颗粒可以吸收350～380nm的光，主要发射出544nm左右的光，具有下转换功能。不仅可以应用于光伏系统，还有望应用到光学元件领域。
[0022](3)本专利技术制备出的LaF3:Tb
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纳米颗粒镀膜溶液中纳米颗粒分布均匀，不团聚。镀膜涂层的厚度可以根据LaF3:Tb
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的浓度和提拉速度来控制。
附图说明
[0023]图1是实施例1制得的LaF3:Tb
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纳米颗粒的透射图片。
[0024]图2是实施例1分散均匀的LaF3:Tb
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纳米颗粒镀膜溶液。
[0025]图3是实施例1制得LaF3:Tb
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减反膜的表面形貌；
[0026]图4是镀有实施例1制得LaF3:Tb
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减反膜的玻片和纯玻片的透过率。
[0027]图5是实施例1的LaF3:Tb
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纳米颗粒退火后的光致发光激发谱和发射谱。
[0028]图6是实施例1的LaF3:Tb
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薄膜退火后用365nm紫光灯照射发光照片。
具体实施方式
[0029]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]实施例1
[0031]本实施例提供一种LaF3:Tb
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种LaF3:Tb
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下转换减反射膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、称取质量比为1:1.3:(0.1～0.3):0.6:0.3:(10～20)的氧化镧、浓硝酸、六水硝酸铽、氟化氨、聚乙烯吡咯烷酮K30、水，在水中逐次加入氧化镧、浓硝酸、六水硝酸铽、氟化氨和聚乙烯吡咯烷酮K30，充分搅拌得到混合液；S2、调节混合液的pH呈弱酸性，然后装入反应釜中，在100～200℃的烘箱中加热5～15h，反应结束后离心洗涤，即制得LaF3:Tb
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纳米颗粒，将LaF3:Tb
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纳米颗粒分散在无水乙醇中，制得镀膜溶液；S3、取干净的玻片在镀膜溶液中提拉镀膜后取出，高温退火获得LaF3:Tb
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薄膜。2.根据权利要求1所述的LaF3:Tb
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下转换减反射膜的制备方法，其特征在于，步骤S1中氧化镧、浓硝酸、六水硝酸铽、氟化氨、聚乙烯吡咯烷酮K30和水的质量比为1:1.3:0.12:0.6:0.3:15。3.根据权利要求1所述的LaF3:Tb
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下转换减反射膜的制备方法，其特征在于，步骤S2中混合液的pH为4
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【专利技术属性】
技术研发人员：黄建勇，费广涛，许少辉，
申请(专利权)人：上海西源新能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：