【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光电领域，特别涉及一种高性能量子点透明发光太阳能聚光器及其制备方法。
技术介绍
1、相比于传统太阳能电池，透明发光太阳能聚光器(tlsc)凭借其材料成本低、制备工艺简单，高可见光透过率、可直接与商用电池耦合等优势，为光伏产业的发展、光伏建筑一体化的普及提供了更好的路径。
2、量子点材料凭借其在荧光量子效率、吸收与荧光光谱可调性以及光化学稳定性等方面的优势，近十年来成为tlsc领域的明星材料。然而目前领域内基于量子点构建的tlsc在聚合成型后大多会出现荧光淬灭的现象，主要是由于荧光体荧光量子产率在溶液中大于在固体波导中，人们对量子点荧光淬灭的机理不清晰，也缺乏有效的解决手段。虽然溶液中可以实现接近80％荧光量子效率，但最终tlsc中荧光量子产率普遍在40％～70％，距离理想值(100％)仍有不小差距。
3、另一方面，目前基于量子点构建的太阳能发光聚光器为了实现高效率大多会牺牲透光性，利用大部分可见光，导致器件可见光透过率低甚至带有颜色(偏黄色或者褐色)，显色效果差(显色指数cri<50％)。目前报道的能量转换效率(pce)最高且经过认证的半透明发光太阳能聚光器是基于无机半导体cuins2量子点的器件，其pce为2.2％，可见光透过率仅为44％。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种高性能量子点透明发光太阳能聚光器及其制备方法，解决荧光体荧光量子产率偏低、透光性和显色性不佳的问题。
2、为实现以上目的，本技术方案提供一种
3、利用多重脂肪酸配体修饰cdse基量子点材料得到修饰量子点；
4、将修饰量子点均匀分散在有机溶剂得到量子点溶液；
5、取甲基丙烯酸甲酯在惰性氛围与热引发剂聚合得到mma聚合物；
6、将所述量子点溶液和所述mma聚合物混合后形成预聚物；
7、以模板成型法将所述预聚物密封在石英板之间，热固化预聚物后脱模得到高性能量子点透明发光太阳能聚光器。
8、在本方案中选用多重脂肪酸配体修饰cdse基量子点材料，多重脂肪酸配体中含有多个碳链骨架长度不同的脂肪酸配体。也就是说，本方案的混合多个配体的多重脂肪酸配体可以增加量子点在单体中的溶解度。
9、在一些实施例中，多重脂肪酸配体中选择的配体均为直链脂肪酸，不同直链脂肪酸的碳链骨架长度不同。
10、在一具体实施例中，多重脂肪酸配体包括正癸酸、月桂酸、硬脂酸与油酸共四种脂肪酸。
11、且本方案选用的量子点材料为cdse基量子点材料，cdse基量子点材料本身的发光性能表现优异。cdse基量子点材料包括但不限于cdse/cds核/壳结构量子点与cdse/cds/zns核/壳/壳结构量子点。
12、在一具体实施例中，cdse基量子点材料包括cdse/cds,cdse/cds/zns。
13、不同于传统先将量子点材料溶解在甲基丙烯酸甲酯mma中再引发聚合方式，本方案是先引发mma聚合，再加入均匀分散的量子点溶液，这样的好处在于可以减少自由基对量子点的破坏，进而易于维持量子点的高荧光量子产率。
14、另外本方案还通过控制量子点加入聚合体系中的时间和引发剂的用量，使得聚合前后基本不发生荧光淬灭，克服目前领域内面临的量子点与聚合物波导成型后的荧光淬灭问题。
15、在一些实施例中，在聚合生成mma聚合物的聚合反应中维持5-7分钟后加入量子点溶液后继续反应4-6分钟后冷却至室温得到预聚物。
16、本方案之所以需要在聚合反应维持5分钟之后加入量子点溶液，是考虑到此时体系中热引发的自由基含量显著降低，此时加入量子点可使其免受自由基进攻影响。
17、在一具体实施例中，取甲基丙烯酸甲酯在惰性氛围下加热至80℃后，注入热引发剂后在90℃的反应问题下聚合反应5-7分钟得到mma聚合物。加入预先分散在有机溶剂中的量子点溶液，继续反应5分钟后形成量子点均一分散的预聚物，并将预聚物冷却至室温。
18、在一些实施例中，热引发剂的用量为1000ppm。
19、在一具体实施例中，120ml甲基丙烯酸甲酯单体于圆底烧瓶，在惰性氛围下加热至80℃后，注入1000ppm的热引发剂。
20、在一些实施例中，热引发剂选择为偶氮类化合物或者过氧化引发剂。在一具体实施例中，可选择为偶氮二异丁腈或过氧化月桂酰。
21、在一些实施例中，有机溶剂可选择为低沸点非极性或极性弱的有机溶剂，在一些实施例中，有机溶剂选择为正己烷或正辛烷，修饰量子点均匀分散在正己烷中，所述量子点溶液中的量子点的质量分数为10ppm～5000ppm。
22、在“以模板成型法将所述预聚物密封在石英板之间，热固化预聚物”步骤中，选择两块洁净的石英板作为模板，利用聚四氟乙烯作垫片，将预聚物填充在垫片包围形成的空间内并密封在两块石英板之间，先经过50-55℃处理36h，而后80-90℃处理6h，待预聚物彻底固化。脱模后得到的透明板进行打磨、抛光后，形成量子点透明发光太阳能聚光器。
23、第二方面，本方案提供一种根据高性能量子点透明发光太阳能聚光器的制备方法制备得到的高性能量子点透明发光太阳能聚光器，该高性能量子点透明发光太阳能聚光器中的量子点均匀、紧密地分散在pmma基质，聚光器对可见光的透过率在50％～90％，显色指数cri>70。
24、在一些实施例中，量子点在pmma基质中的荧光量子产率在90％-100％，与该量子点在溶液相中荧光量子产率基本相同，即聚合反应前后无荧光淬灭。
25、在一些实施例中，本方案得到的高性能量子点透明发光太阳能聚光器的边缘荧光强度稳定性高，光化学稳定性优异。
26、在一些实施例中，量子点在单颗粒层面表现为“荧光非闪烁”。
27、第三方面，本方案提供了一种高性能量子点透明发光太阳能聚光器的应用，该性能量子点透明发光太阳能聚光器的边缘用pmma预聚物贴合商用单晶硅太阳能电池(或实验室钙钛矿太阳能电池)，形成tlsc-pv光学模组，可直接用于发电。
28、相较现有技术，本技术方案具有以下特点和有益效果：选用发光性能优良的cdse基量子点材料，对其表面/配体等进行适当改性，优化量子点与聚合物基质成型工艺，制备了高光转换效率的量子点透明发光太阳能聚光器。
29、1.优化量子点与聚合物基质成型工艺：控制量子点加入聚合体系中的时间与引发剂的用量，使得聚合前后基本不发生荧光淬灭，克服目前领域内面临的量子点与聚合物波导成型后的荧光淬灭问题，实现发光太阳能聚光器中量子点荧光量子产率接近100％，并且维持高光学稳定性。
30、2.采用多重脂肪酸配体进行改性：增加量子点在小分子单体(如甲基丙烯酸甲酯mma)中的溶解度，减少量子点在与高分子成型过程中的聚集，削弱量子点荧光在高分子波导中传播的损耗，在满足高效发本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高性能量子点透明发光太阳能聚光器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的高性能量子点透明发光太阳能聚光器的制备方法，其特征在于，多重脂肪酸配体中含有多个碳链骨架长度不同的脂肪酸配体。
3.根据权利要求1所述的高性能量子点透明发光太阳能聚光器的制备方法，其特征在于，多重脂肪酸配体包括正癸酸、月桂酸、硬脂酸与油酸共四种脂肪酸。
4.根据权利要求1所述的高性能量子点透明发光太阳能聚光器的制备方法，其特征在于，在聚合生成MMA聚合物的聚合反应中维持5-7分钟后加入量子点溶液后继续反应4-6分钟后冷却至室温得到预聚物。
5.根据权利要求1所述的高性能量子点透明发光太阳能聚光器的制备方法，其特征在于，热引发剂的用量为100～10000ppm。
6.根据权利要求1所述的高性能量子点透明发光太阳能聚光器的制备方法，其特征在于，热固化的条件为：先经过50-55℃处理36h，而后80-90℃处理6h。
7.一种高性能量子点透明发光太阳能聚光器，其特征在于，采用上述权利要求1到6任一所述的高性能量子
8.根据权利要求7所述的高性能量子点透明发光太阳能聚光器，其特征在于，聚光器对可见光的透过率在50％～90％，显色指数CRI>70。
9.根据权利要求7所述的高性能量子点透明发光太阳能聚光器，其特征在于，量子点在PMMA基质和在溶液相中的荧光量子产率在90％-100％。
10.一种高性能量子点透明发光太阳能聚光器的应用，其特征在于，采用权利要求7所述的高性能量子点透明发光太阳能聚光器制备TLSC-PV光学模组。
...【技术特征摘要】
1.一种高性能量子点透明发光太阳能聚光器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的高性能量子点透明发光太阳能聚光器的制备方法，其特征在于，多重脂肪酸配体中含有多个碳链骨架长度不同的脂肪酸配体。
3.根据权利要求1所述的高性能量子点透明发光太阳能聚光器的制备方法，其特征在于，多重脂肪酸配体包括正癸酸、月桂酸、硬脂酸与油酸共四种脂肪酸。
4.根据权利要求1所述的高性能量子点透明发光太阳能聚光器的制备方法，其特征在于，在聚合生成mma聚合物的聚合反应中维持5-7分钟后加入量子点溶液后继续反应4-6分钟后冷却至室温得到预聚物。
5.根据权利要求1所述的高性能量子点透明发光太阳能聚光器的制备方法，其特征在于，热引发剂的用量为100～10000ppm。
6.根据权利要求...
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