一种双激发双发射荧光粉及其制备方法和应用方法技术

技术编号:6921395 阅读:365 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种荧光粉是以金属硫氧化物为基质、Eu2+和Cu2+为共激活剂,其它离子为敏化剂,组成通式是MgmSrnBakCal-x-a-m-n-kZn1-y-bO1-cS1-d:xEu2+,yCu2+,aA,bB,cC,dD,eE。其中:A是Y3+,La3+,Ce3+,Pr3+,Nd3+,Sm3+,Gd3+,Tb3+,Dy3+,Ho3+,Er3+,Tm3+,Yb3+,Lu3+中的一种或两种;B是Bi3+,Sb3+,Mn2+,Pb2+中的一种或两种;C是F-,Cl-,Br-,I-中的一种或两种;D是Se2-,Te2-中的一种或两种。E是Li+,Na+,K+,Rb+,Cs+,Ag+和H3BO3中的一种或几种。荧光粉具有宽带双激发光谱和宽带双发射光谱,双激发带谱位于200-425nm和425-610nm区域,双发射带谱位于400-550nm和600-750nm区域。荧光粉可用于农用薄膜、太阳能光伏电池和LED器件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于发光材料
,是。荧光粉的激发光谱位于紫外光和绿光区,发射光谱位于蓝光和红光区。
技术介绍
太阳每年向地球辐射约3X 1024J的能量,是地球每年消耗能量的1万倍。在化石能源日渐衰竭和使用化石能源加剧环境污染的形势下,丰富而环境友好的太阳能越来越受到人们的重视。光伏发电是利用太阳能的主要方式之一。多晶硅薄膜太阳能电池中的Si晶片对波长小于500nm和大于850nm的光响应程度很低,这部分太阳光不能被Si晶片吸收利用, 所以Si基薄膜太阳能电池光电转换效率较低。提高Si基薄膜太阳能电池光电转换效率的一种重要方式是将下转换荧光粉掺入透明的EVA封装胶膜中,制备成转光胶膜,敷在Si晶片上;当太阳光照射到转光胶膜上,其中的下转换荧光粉将太阳光谱小于500nm的波段成分的光转换成500-850nm波段的光,提高Si晶片的光谱响应强度。这要求下转换荧光粉的激发光谱在200-500nm范围,发射光谱在500_850nm。将下转换荧光粉掺入PE和EVA塑料中,可以生产转光农膜;若下转换荧光粉的激发光谱在200-600nm,发射光谱在600-700nm,当太阳光照射到转光农膜上,太阳光谱中小于600nm波段成分的光转换成600-700nm波段的光,从而提高植物的光合作用效率。ZL01106863. 9记载了一种单基双能转光剂,是一种能将近紫外光转换成蓝色光和红光、将绿光转换成红光的碱土金属硫化物荧光粉。CN101081979A记载了一种BaSiOS荧光粉,其特征是Si位掺杂Mn或Cu ;掺Mn的BaSiOS荧光粉发射红光,峰值为6Mnm,掺Cu的 BaSiOS荧光粉发射蓝光,峰值为430nm ;用于白光发光二极管。US20110043099A1记载了一种荧光粉AB0S:M,根据A、B和M离子的不同选择,荧光粉可实现蓝光、绿光、红光等不同颜色的单色光发射。本专利技术的目的是要提供一种能将紫外光转换成蓝绿光和红光、将绿光转换成红光的双波长转换材料,即一种双激发双发射荧光粉。这种荧光粉的激发光谱和发射光谱可以调控。太阳光透过含有本专利技术荧光粉的复合薄膜后,紫外光和绿光减少,而红光和(或)蓝光增加,可用于农用薄膜,太阳能电池和LED器件。
技术实现思路
本专利技术的目的是用以下方式来实现的。该荧光粉是以硫氧化物为基质、稀土离子 Eu2+和过渡金属离子Cu2+为共激活剂,其它为敏化剂,其组成通式是=MgmSrnBakQi1HtkZni TbCVcS1-^xEu2+, yCu2+, aA, bB, cC, dD, eE。其中A 是 Y3+,La3+,Ce3+,Pr3+, Nd3+,Sm3+,Gd3+,Tb3+, Dy3+,Ho3+,Er3+,Tm3+,Yb3+,Lu3+ 中的一种或两种;B 是 Bi3+,Sb3+,Mn2+,Pb2+ 中的一种或两种;C 是F_,CF, Br—,Γ中的一种或两种;D是Se2-,Te2-中的一种或两种。E是Li+,Na+, K+,Rb+,Cs+, Ag+禾口 H3BO3中的一种或几种。0彡m彡0.5,0彡η彡0.5,0彡k彡1.0,0彡χ彡3 X IO2,1 X IO-2,0 ^ b ^ 5 X IO-2,0 ^ c ^ 0.1. 0,0 ^ e ^ 0. 2 χ和y不同时为0。荧光粉的宽带双激发光谱分别位于200-425nm和425-610nm区域,宽带双发射光谱位于 400-550nm 和 600_750nm 区域。荧光粉的光谱性质可以通过MgmSi^hCamtkZnubOhSH中阳离子组分调控, 也可以通过激活剂离子的组分进行调控。本专利技术荧光粉的制造方法是先按照荧光粉通式计算出Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+、Cu2+的碳酸盐、ZnS, Eu2O3、碱金属卤化物和/或硼酸的质量,然后准确称取上述原料并混合均勻, 装入石英坩锅;将盛料的坩锅推入管式高温炉中,先通氮气赶尽高温炉中的空气,然后通入氮气和氢气(95% N2+5%H2)混合气体,程序升温至1000-1200°C保温8-10小时,停止加热, 继续通氮气冷却至室温。取出产物用去离子水洗涤3次,烘干即得荧光粉产品。附图说明图1 本专利技术荧光粉的激发光谱和发射光谱图2 本专利技术荧光粉的发射光谱具体实施例方式以下是本专利技术荧光粉合成的非限定实施例实例1 ^ao.gsZnOo.gsFo.osSo.gSeo.^O, 03% 2+,0· 1% 2+,0· 05Li+产品采用高温固相反应合成。按化学计量比称取CaC039. 5g,SiS 9. 7g,k粉 0. 789g,Eu2035. 28mg, CuO 7. 95mg, LiF 1. 297g, H3BO3O. 2g。配料磨勻后装入石英坩锅,将坩锅推入管式高温炉中,密封。先通氮气赶尽高温炉中的空气,然后通入氮气和氢气(95% N2+5% H2)混合气体,程序升温至1100°C保温8小时。然后停止加热,继续通氮气冷却至室温。取出产物用去离子水洗涤3次,烘干即得荧光粉产品。荧光粉的特征激发光谱和发射光谱如图1所示。荧光粉能将紫外光和绿光同时转换成蓝光和红光。将荧光粉与塑料混合熔融制成具有光转换功能的薄膜产品,可用作转光农膜以提高作物光合作用、用作太阳能电池表面胶膜以提高光伏发电效率。荧光粉在460nm 蓝光激发下发红光,可作LED用红色荧光粉。实例2 CaZnOS 0. 008 % Eu2+,0. 1 % Cu2+产品采用高温固相反应合成。按化学计量比称取CaCO3IO. 0g,SiS 9. 75g, Eu2O3L 41mg,CuO 7. 95mg, H3BO3O. 2g。配料磨勻后装入石英坩锅,将坩锅推入管式高温炉中, 密封。先通氮气赶尽高温炉中的空气,然后通入氮气和氢气(95%N2+5%H2)混合气体,程序升温,在100(TC灼烧9小时。然后停止加热,继续通氮气冷却至室温。取出产物用去离子水洗涤3次,烘干即得荧光粉产品。在330nm激发下,荧光粉同时发射蓝绿光和红光(如图 2所示),复合得到白色发光,色坐标为(0. 330,0. 284),是一种适合紫外光芯片的LED用白光发射荧光粉。本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种双激发双发射荧光粉,其特征在于以金属硫氧化物为基质、Eu2+和Cu2+为共激活剂,其它离子为敏化剂,其组成通式是:MgmSrnBakCal-x-a-m-n-kZn1-y-bO1-cS1-d:xEu2+,yCu2+,aA,bB,cC,dD,eE其中:A是Y3+,La3+,Ce3+,Pr3+,Nd3+,Sm3+,Gd3+,Tb3+,Dy3+,Ho3+,Er3+,Tm3+,Yb3+,Lu3+中的一种或两种;B是Bi3+,Sb3+,Mn2+,Pb2+中的一种或两种;C是F-,Cl-,Br-,I-中的一种或两种;D是Se2-,Te2-中的一种或两种;E是Li+,Na+,K+,Rb+,Cs+,Ag+和H3BO3中的一种或几种;0≤m≤0.5,0≤n≤0.5,0≤k≤1.0,0≤x≤3×10-2,0≤y≤5×10-3,0≤a≤1×10-2,0≤b≤5×10-2,0≤c≤0.2,0≤d≤1.0,0≤e≤0.2;x和y不同时为0。

【技术特征摘要】
1.一种双激发双发射荧光粉,其特征在于以金属硫氧化物为基质、Eu2+和Cu2+为共激活剂,其它离子为敏化剂,其组成通式是MgmSrnBakCa1_x_a_m_n_kZn1_y_b01_cS1_d xEu2+, yCu2+, aA, bB, cC, dD, eE其中=A 是 Y3+,La3+,Ce3+,Pr3+,Nd3+,Sm3+,Gd3+,Tb3+,Dy3+,Ho3+,Er3+,Tm3+,Yb3+,Lu3+ 中的一种或两种;B是Bi3+,Sb3+,Mn2+,Pb2+中的一种或两种;C是F、Cl—,Br、Γ中的一种或两种;D是Se2-,Te2_中的一种或两种;E是Li+,Na+,K+,Rb+,Cs+,Ag+和H3BO3中的一种或几种; O^m^O.1. 0,0 ^ χ ^ 3 X IO-2,0 ^ y ^ 5 X IO-3,0 ^ a ^ IXlO-2,0彡b彡5Χ1(Γ2,0彡c彡0. 2,0彡d彡1. 0,0彡e彡0· 2 ;...

【专利技术属性】
技术研发人员:廉世勋邱忠贤荣春英
申请(专利权)人:湖南师范大学
类型:发明
国别省市:43

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