專利名稱：一種近紅外光致發(fā)光薄膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光致發(fā)光薄膜及其制備方法，特別涉及一種近紅外光致發(fā)光薄膜 及其制備方法。
背景技術(shù)：
太陽能光伏發(fā)電是未來能源供應(yīng)的主體，有可能替代傳統(tǒng)能源成為新型能源的主 要組成部分。目前，晶體硅太陽能電池是開發(fā)得最快的一種太陽能電池，而其中單晶硅太陽 能電池光電轉(zhuǎn)換效率最高，可達到25% -30%。但是單晶硅材料只對處于900nm附近的近 紅外光有較強的吸收，對其它波段的光吸收率較低。但是由于到達地球表面的太陽光中，近 紅外區(qū)域的光僅占很小比例，使得單晶硅對太陽光的利用非常有限。與近紅外光所占比例 形成鮮明對比的是，在到達地球表面的太陽光中，可見光占據(jù)了約51. 9%的比例，如果能有 效地利用可見光則可以較大程度地增加單晶硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。因此，需要尋 找一種將可見光轉(zhuǎn)換為近紅外光的方法以提高單晶硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。半導體納米晶具有吸收光能并將其轉(zhuǎn)化為一定波長光波的能力，通過調(diào)控納米晶 的尺寸，形貌，結(jié)構(gòu)，及其所處的化學環(huán)境，可進一步調(diào)控其吸收與發(fā)射波長。將納米晶鋪展 在玻璃表面，可形成具有實用價值的光致發(fā)光薄膜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于單晶硅太陽能電池的近紅外光致發(fā)光薄膜及其制 備方法。本發(fā)明提供的一種光致發(fā)光薄膜，包括半導體納米材料，所述半導體納米材料為 MxAyB1-,納米晶或由MxAyBh納米晶形成的核殼微粒，其中，M為Cd、Zn、Ag或1 ，A和B均為 3、％或16，1為1或2，0彡7彡1。上述薄膜中，所述半導體納米材料可為納米顆粒、納米棒或納米線；所述納米 顆粒的粒徑可為lnm-500nm ；所述納米棒或納米線的長度和直徑分別為lnm-500nm和 lnm-200nmo上述薄膜的厚度可為 Inm-IOOnm,具體可為 30-50nm、30nm、35nm、40nm 或 50nm。上述薄膜還可包括共成膜劑，所述共成膜劑可為高分子聚合物、二氧化硅和無機 鹽中任一種。上述薄膜具體可為下述1)- 薄膜中任一種1)由半導體納米材料和高分子聚合物組成，所述半導體納米材料與高分子聚合 物的質(zhì)量份數(shù)比為(0.001-0.01) 1，具體可為0.006 1,0. 007 1,0. 008 1或 0. 01 1 ；2)由半導體納米材料和二氧化硅組成，所述半導體納米材料與二氧化硅的質(zhì)量份 數(shù)比為(0. 001-0. 01) 1，具體可為 0.006 1,0. 007 1,0. 008 1 或 0.01 1;3)由半導體納米材料和無機鹽組成，所述半導體納米材料與無機鹽的質(zhì)量份數(shù)比為(0. 001-0. 01) 1，具體可為 0.006 1,0. 007 1,0. 008 1 或 0.01 1。上述薄膜中，所述高分子聚合物可為聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮或聚甲基丙烯酸 甲酯；所述無機鹽可為硅酸鹽、鋁酸鹽或硼酸鹽；所述硅酸鹽可為硅酸鈉或硅酸鉀，所述鋁 酸鹽可為鋁酸鈉或鋁酸鉀；所述硼酸鹽可為硼酸鈉或硼酸鉀。本發(fā)明提供的上述薄膜的制備方法，包括如下步驟將所述半導體納米材料或所 述半導體納米材料和共成膜劑的混合物分散于水中得水溶液，然后將所述水溶液制備成膜 即得所述薄膜。上述制備方法可采用提拉法或旋涂法制膜。上述制備方法中，所述水溶液中所述半導體納米材料的質(zhì)量百分含量為 0. 1% -10%，具體可為 0. 14% -7. 33%,0. 14%U. 19%,2. 39%或 7. 33%。本發(fā)明還提供了上述薄膜的另一種制備方法，包括如下步驟將MxO與Sje和Te 中至少一種的混合物或所述共成膜劑、MxO與Sje和Te中至少一種的混合物分散于水中得 水溶液，然后將所述水溶液制備成膜，所述膜經(jīng)干燥和煅燒后即得所述薄膜；其中，M為Cd、 Si、Ag 或 1 ，χ 為 1 或 2。上述制備方法可采用提拉法或旋涂法制膜。上述制備方法中，所述水溶液中所述MxO的質(zhì)量百分含量為2% -10%，具體可為 3. 24% -9. 28%,3. 24%,4. 78%,5. 12%,8. 92%或 9. 28% ；所述水溶液中 S、k 和 iTe 中任 兩種物質(zhì)的質(zhì)量百分含量均為0. 04% -3.0%，具體可為0. 04% -2. 44%,0. 04%,0. 08%, 0. 12%,0. 6%,0. 74%U. 48%或 2. 44% ；所述 Mx0、S、Se 和 Te 的粒徑為 50_200nm，其中，M 為 Cd、Si、Ag 或 1 ，χ 為 1 或 2。上述制備方法中，所述煅燒的溫度為300°C _600°C，如300°C、400°C、500°C或 600°C ；所述煅燒的時間為1小時-100小時，如4小時-84小時、4小時、10小時、48小時、 84小時或96小時。本發(fā)明提供還提供了上述的光致發(fā)光波薄膜在提高單晶硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn) 化效率方面的應(yīng)用。本發(fā)明具有如下優(yōu)點1)本發(fā)明所提供的方法簡單易行，既可直接將半導體納米材料通過制膜技術(shù)制備 成光致發(fā)光薄膜，也可將半導體納米材料的前體所對應(yīng)的氧化物和金屬單質(zhì)制備成膜，再 通過原位煅燒制備成光致發(fā)光薄膜。2)可以通過簡單更換半導體納米材料的前體，得到不同吸收波長和發(fā)光波長的光 致發(fā)光薄膜；可以通過簡單更換共成膜劑，得到不同表面性質(zhì)的復合光致發(fā)光薄膜。3)可以通過調(diào)控煅燒時間與溫度，得到由不同形貌的結(jié)構(gòu)單元組成的光致發(fā)光薄 膜；可以通過調(diào)控反應(yīng)前體的濃度，得到不同厚度的薄膜。特定的結(jié)構(gòu)單元以及膜厚對近紅 外光具有減反增透的效果。4)本發(fā)明制備的光致發(fā)光薄膜可以將350-700nm的可見光轉(zhuǎn)換為500-1500nm的 近紅外光，同時保持對太陽光譜中的近紅外光有較高的透過率。


圖1為實施例1制備的CdSa95Se5aci5薄膜的吸收-發(fā)射光譜譜圖。
圖2為實施例2制備的ZnSea95Ti5aci5薄膜的吸收-發(fā)射光譜譜圖。圖3為實施例3制備的Ag2Tea95Satl5薄膜的吸收-發(fā)射光譜譜圖。圖4為實施例4制備的PbSa95Tqtl5薄膜的吸收-發(fā)射光譜譜圖。圖5為實施例5制備的CcKeOCdS薄膜的吸收-發(fā)射光譜譜圖。圖6為實施例6制備的CcKeOCdTe薄膜的吸收-發(fā)射光譜譜圖。圖7為實施例7制備的CdS%.95SaQ5與PVA復合薄膜的吸收-發(fā)射光譜譜圖。圖8為實施例10制備的CdSa95Tqci5與SW2復合薄膜的吸收_發(fā)射光譜譜圖。圖9為實施例15制備的CdSe5a95Satl5與鋁酸鈉復合薄膜的吸收-發(fā)射光譜譜圖。
具體實施例方式下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法。下述實施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到。本發(fā)明下述實施例的Cdka95Sa WCdTq95Seac^n CdSa95Sqtl5為納米顆粒，其粒徑 為 3nm-20nm，均自行合成。CdSea95Sac^CdTea95Seatl5 和 CdSa95Seatl5 合成方法如下:0. 0128g CdO,分散于2. Ig油酸，80g十八碳烯，加熱到300°C，使其溶解，然后快速加入含有相應(yīng)比例 的Se、S或1Te粉(例如制備CcKea95Satl5則需加入0. 0037g Se粉和0. OOOlgS粉)的十八 碳烯18g，冷卻至250°C，反應(yīng)30min。反應(yīng)結(jié)束后，用甲醇和氯仿的混合溶液(體積份數(shù)比 1 1)洗滌5-8次。本發(fā)明下述實施例的CcKeIgCdS和CdSeOCdTe核殼微粒，其直徑為5nm_10nm，均自 行合成。例如CcKeOCdS合成方法如下:0.0128g CdO，分散于2. Ig油酸，80g十八碳烯，加 熱到300°C，使其溶解，然后快速加入含有0. 0020g Se粉的十八碳烯9g，冷卻至250°C，反應(yīng) 2min，再加入含有 0. 0008gS 粉(制備 CdSeiCdS)或者 0. 0064gTe 粉(制備 CdSeiCdTe)的 十八碳烯溶液9g，反應(yīng)30min。反應(yīng)結(jié)束后，用甲醇和氯仿的混合溶液(體積份數(shù)比1 1) 洗滌5-8次。本發(fā)明下述實施例的Cd0、ai0、Pb0、Ag20、S粉、Se粉和Te粉的粒徑為50nm_200nm， 均購買于Aldrich公司。實施例1、CdSa95Seatl5光致發(fā)光薄膜的制備將CdO 0. 0U8g、S粉0. 0015g和k粉0. 0002g分散到水中得水溶液(其中，該水 溶液中CdO、S粉和％粉的質(zhì)量百分含量分別為5. 12%，0. 60%，0. 08% )，用提拉法將該溶 液制成膜，然后將該膜置于恒定濕度與溫度的干燥箱(濕度為30%，溫度為40°C)中干燥 他后，再放入Ar氣保護的煅燒爐中進行煅燒4h，其中煅燒的溫度為300°C，得到CdSa95^atl5 光致發(fā)光薄膜，該薄膜的厚度為30nm。本實施例制備的薄膜的吸收-發(fā)射光譜譜圖如圖1所示。實施例2、ZnSe0.95Te0.05光致發(fā)光薄膜的制備將ZnO 0. 0081g、Se粉0. 0037g和Te粉0. 0003g分散到水中得水溶液(其中，該 水溶液中&10、％粉和Te粉的質(zhì)量百分含量分別為3. 24%,1.48%,0. 12% )，用旋涂法 將該溶液制成膜，然后將該膜置于恒定濕度與溫度的干燥箱(濕度為30%，溫度為40°C ) 中干燥他后，再放入Ar氣保護的煅燒爐中進行煅燒10h，其中煅燒的溫度為600°C，得到 ZnSe0.95Te0.05光致發(fā)光薄膜，該薄膜的厚度為35nm。
本實施例制備的薄膜的吸收-發(fā)射光譜譜圖如圖2所示。實施例3、Ag2Te0.95S0.05光致發(fā)光薄膜的制備將Ag2O 0. 0232g、Te粉0. 0061g和S粉0. OOOlg分散到水中得水溶液(其中，該 水溶液中Ag20、Te粉和S粉的質(zhì)量百分含量分別為9.觀％，2. 44%，0. 04% )，用旋涂法 將該溶液制成膜，然后將該膜置于恒定濕度與溫度的干燥箱(濕度為30%，溫度為40°C ) 中干燥他后，再放入Ar氣保護的煅燒爐中進行煅燒21h，其中煅燒的溫度為400°C，得到 Ag2Te0.95S0.05光致發(fā)光薄膜，該薄膜的厚度為40nm。本實施例制備的薄膜的吸收-發(fā)射光譜譜圖如圖3所示。實施例4、PbS0.95Te0.05光致發(fā)光薄膜的制備將PbO 0. 0223g、S粉0. 0015g和Te粉0. 0003g分散到水中得水溶液(其中，該 水溶液中I3KK S粉和Te粉的質(zhì)量百分含量分別為8. 92%,0. 60%,0. 12% )，用旋涂法將 該溶液制成膜，然后將該膜置于恒定濕度與溫度的干燥箱(濕度為30%，溫度為40°C ) 中干燥他后，再放入Ar氣保護的煅燒爐中進行煅燒36h，其中煅燒的溫度為500°C，得到 PbS0.95Te0.05光致發(fā)光薄膜，該薄膜的厚度為30nm。本實施例制備的薄膜的吸收-發(fā)射光譜譜圖如圖4所示。實施例5、CdSeiCdS核殼微粒光致發(fā)光薄膜的制備將CcKeOCdS核殼微粒0. 0190g分散到水中得水溶液(該水溶液中，CdSeiCdS核殼 微粒的質(zhì)量百分含量為7. 33 % )，用提拉法將該溶液制成膜，將該膜置于恒定濕度與溫度 的干燥箱(濕度為30%，溫度為40°C)中干燥Mi得到CcKeOCdS核殼微粒光致發(fā)光薄膜， 該薄膜的厚度為30nm。由于CdS擁有比CcKe更寬的帶隙，對CcKe進行包覆后，對CcKe表面具有鈍化保 護作用，減少CcKe表面的缺陷，使得光生電子與空穴發(fā)生非輻射復合的幾率大大減少，從 而提高量子點的發(fā)光效率。本實施例制備的薄膜的吸收-發(fā)射光譜譜圖如圖5所示。實施例6、CdSeiCdTe核殼微粒光致發(fā)光薄膜的制備將CcKeOCdTe核殼微粒0. 0190g分散到水中得水溶液(該水溶液中，CdSeiCdTe核 殼微粒的質(zhì)量百分含量為7. 33 % )，用提拉法將該溶液制成膜，將該膜置于恒定濕度與溫 度的干燥箱(濕度為30%，溫度為40°C )中干燥他得到CdSeOCdTe核殼微粒光致發(fā)光薄 膜，該薄膜的厚度為30nm。這類具有交錯能帶結(jié)構(gòu)的核殼結(jié)構(gòu)可以形成更窄的有效帶寬，使得發(fā)光波長紅 移，構(gòu)建該類型的核殼結(jié)構(gòu)可以獲得單一無機半導體材料難以得到的發(fā)光波長。本實施例制備的薄膜的吸收-發(fā)射光譜譜圖如圖6所示。實施例7、CdSe0.95S0.05與PVA復合光致發(fā)光薄膜制備將3g聚乙烯醇(PVA，重均分子量為5800g/mol)溶于水中得到PVA的質(zhì)量百分含 量為3%的水溶液，然后升溫至90°C溶解得到清澈透明的溶液，將0.0190g Cdka95Satl5分 散于上述PVA溶液105ml中得到混合溶液(該混合溶液中，CdSe0.95S0.05納米顆粒的質(zhì)量百 分含量為1. 19% )，用提拉法將該混合溶液制成膜，將該膜置于恒定濕度與溫度的干燥箱 (濕度為30%，溫度為400C )中干燥6h得到CdSe0.95S0.05與PVA復合光致發(fā)光薄膜，其中， CdSe0.95S0.05與PVA的質(zhì)量比為0. 006，該薄膜的厚度為35nm。
本實施例制備的薄膜的吸收-發(fā)射光譜譜圖如圖7所示。實施例8、CdTe0.95Se0.05與PVP復合光致發(fā)光薄膜制備將4g聚乙烯吡咯烷酮(PVP，重均分子量為3000g/mol)溶于水中得到PVP 的質(zhì)量百分含量為4%的水溶液，然后升溫至90°C溶解得到清澈透明的溶液，將 0. 0239gCdTe0.95Se0. Q5分散于上述PVP溶液99ml中得到混合溶液(該混合溶液中， CdTea95Seatl5納米顆粒的質(zhì)量百分含量為2. 39% )，用提拉法將該混合溶液制成膜，將該膜 置于恒定濕度與溫度的干燥箱(濕度為30%，溫度為40°C)中干燥乩得到〔(!!^"^ ㈨與 PVP復合光致發(fā)光薄膜，其中，CdTe0.95Se0.05與PVP的質(zhì)量比為0. 006，該薄膜的厚度為40nm。實施例9、CdS0.95Se0.05與PMMA復合光致發(fā)光薄膜制備將5g聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA，重均分子量為142000g/mol)溶于水中得到PMMA 的質(zhì)量百分含量為5%的水溶液，然后升溫至90°C溶解得到清澈透明的溶液，將0. 0016g CdS0.95Se0.05分散于上述溶液107ml中得到混合溶液(該混合溶液中，CdSa95Seatl5納米顆粒 的質(zhì)量百分含量為0. 14% )，用提拉法將該混合溶液制成膜，將該膜置于恒定濕度與溫度 的干燥箱(濕度為30%，溫度為40°C )中干燥Mi得到CdSa95Si5aci5與PMMA復合光致發(fā)光 薄膜，其中，CdSa95Seatl5與PMMA的質(zhì)量比為0. 007，該薄膜的厚度為50nm。實施例10、CdSa95Teatl5與SW2復合光致發(fā)光薄膜制備將0. 0128g CdO,0. 0015g S 粉和 0. 0003gTe 粉加入到 Spin-On-Glass (SOG)溶液 中(其中，該溶液中Cdo、S粉和Te粉的質(zhì)量百分含量為4. 87%，0. 60%，0. 12% )，分散均 勻，用旋涂法將該溶液制成膜，然后將該膜置于恒定濕度與溫度的干燥箱(濕度為30%，溫 度為40°C )中干燥他后，再放入Ar氣保護的煅燒爐中進行煅燒48h，其中煅燒的溫度為 500°C，得到CdSa95Teatl5與SiO2復合光致發(fā)光薄膜，其中，CdSa95Teatl5與SiO2的質(zhì)量比為 0.01，該薄膜的厚度為40nm。本實施例制備的薄膜的吸收-發(fā)射光譜譜圖如圖8所示。實施例Iljr^ea95Satl5與SW2復合光致發(fā)光薄膜制備將0. 0081g ZnO,0. 0037g Se 粉和 0. OOOlg S 粉加入到 Spin-On-Glass (SOG)溶 液中(其中，該溶液中&10、Se粉和S粉的質(zhì)量百分含量為3. M%，1. 48，0. 04% )，分散均 勻，用旋涂法將該溶液制成膜，然后將該膜置于恒定濕度與溫度的干燥箱(濕度為30%，溫 度為40°C )中干燥他后，再放入Ar氣保護的煅燒爐中進行煅燒72h，其中煅燒的溫度為 600°C，得到ZnSi5a9Aici5與SW2復合光致發(fā)光薄膜，其中，ZnSiia9Aici5與SW2的質(zhì)量比為 0. 008，該薄膜的厚度為40nm。實施例12、Ag2Te0.95Se0.05與SW2復合光致發(fā)光薄膜制備將0. 0232g Ag20、0. 0061g Te 粉和 0. 0002g Se 粉加入到 Spin-On-Glass (SOG)溶 液中(其中，該溶液中Ag20、Te粉和％粉的質(zhì)量百分含量為9.觀％，2. 44%，0. 08% )，分散 均勻，用旋涂法將該溶液制成膜，然后將該膜置于恒定濕度與溫度的干燥箱(濕度為30%， 溫度為40°C )中干燥《!后，再放入Ar氣保護的煅燒爐中進行煅燒84h，其中煅燒的溫度為 300°C，得到Ag2Te0.95Se0.05與SiO2復合光致發(fā)光薄膜，其中，Ag2Te0.95Se0.05與SiO2的質(zhì)量比 為0. 007，該薄膜的厚度為40nm。實施例13、PbTe0.95S0.05與SW2復合光致發(fā)光薄膜制備將0. 0223g PbO,0. 0061g Te 粉和 0. OOOlg S 粉加入到 Spin-On-Glass (SOG)溶液中(其中，該溶液中I3KK Te粉和S粉的質(zhì)量百分含量為8. 92%, 2. 44%,0. 04% )，分散均 勻，用旋涂法將該溶液制成膜，然后將該膜置于恒定濕度與溫度的干燥箱(濕度為40%，溫 度為40°C )中干燥《！后，再放入Ar氣保護的煅燒爐中進行煅燒92h，其中煅燒的溫度為 300°C，得到PbTe0.95S0.05與SiO2復合光致發(fā)光薄膜，其中，PbTe0.95S0.05與SiO2的質(zhì)量比為 0.01，該薄膜的厚度為40nm。實施例14、CdSa95Teatl5與硅酸鈉復合光致發(fā)光薄膜制備將0. 0128g Cd0、0. 0015gS粉和0. 0003gTe粉加入到硅酸鈉溶液中，其中，硅酸鈉 的質(zhì)量百分含量為3%，Cd0、S粉和Te粉的質(zhì)量百分含量為5. 12%、0.6%和0. 12%，分散 均勻，用旋涂法將該溶液制成膜，然后將該膜置于恒定濕度與溫度的干燥箱(濕度為30%， 溫度為40°C )中干燥他后，再放入Ar氣保護的煅燒爐中進行煅燒4h，其中煅燒的溫度為 300°C，得到CdSa95Teatl5與硅酸鈉復合光致發(fā)光薄膜，其中，CdSa95Teatl5與硅酸鈉的質(zhì)量比 為0. 006，該薄膜的厚度為40nm。實施例15、CdSe0.95S0.05與鋁酸鈉復合光致發(fā)光薄膜制備將0. 0U8g Cd0、0. 0037g %粉和0. OOOlgS粉加入到鋁酸鈉溶液中，其中，鋁酸鈉
的質(zhì)量百分含量為4%，CdO, %粉和S粉的質(zhì)量百分含量為5. 12%,0. 74%,0. 04%，分散 均勻，用旋涂法將該溶液制成膜，然后將該膜置于恒定濕度與溫度的干燥箱(濕度為30%， 溫度為40°C )中干燥他后，再放入Ar氣保護的煅燒爐中進行煅燒96h，其中煅燒的溫度為 400°C，得到Cdka95Satl5與鋁酸鈉復合光致發(fā)光薄膜，其中，CdSi5a95Saci5與鋁酸鈉的質(zhì)量比 為0. 008，該薄膜的厚度為40nm。本實施例制備的薄膜的吸收-發(fā)射光譜譜圖如圖9所示。實施例16、CdTe0.95S0.05與硼酸鈉復合光致發(fā)光薄膜制備將0.0U8g Cd0、0.0061g 1Te粉和0. OOOlg S粉加入到硼酸鈉溶液中，其中，硼酸鈉 的質(zhì)量百分含量為5%，Cd0、Te粉和S粉的質(zhì)量百分含量為5. 12%,2. 44%和0. 04%，分散 均勻，用旋涂法將該溶液制成膜，然后將該膜置于恒定濕度與溫度的干燥箱(濕度為30%， 溫度為40°C )中干燥他后，再放入Ar氣保護的煅燒爐中進行煅燒96h，其中煅燒的溫度為 600°C，得到CdTq95Satl5與硼酸鈉復合光致發(fā)光薄膜，其中，CdTq95Satl5與硼酸鈉的質(zhì)量比 為0. 01，該薄膜的厚度為40nm。
權(quán)利要求
1.一種光致發(fā)光薄膜，其特征在于所述薄膜包括半導體納米材料，所述半導體納米 材料為MxAyBh納米晶或由MxAyBh納米晶形成的核殼微粒，其中，M為Cd、Zn、Ag或1 ，A和 B均為SJe或Te，χ為1或2，0彡y彡1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜，其特征在于所述半導體納米材料為納米顆粒、納米棒 或納米線；所述納米顆粒的粒徑為lnm-500nm;所述納米棒和納米線的長度和直徑分別為 lnm-500nm 和 lnm_200nm ；所述薄膜的厚度為 lnm-100nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的薄膜，其特征在于所述薄膜還包括共成膜劑，所述共成 膜劑為高分子聚合物、二氧化硅和無機鹽中任一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的薄膜，其特征在于所述薄膜為下述1)- 薄膜中任一種1)由半導體納米材料和高分子聚合物組成，所述半導體納米材料與高分子聚合物的質(zhì) 量份數(shù)比為(0. 001-0.01) 1 ；2)由半導體納米材料和二氧化硅組成，所述半導體納米材料二氧化硅的質(zhì)量份數(shù)比為 (0. 001-0. 01) 1 ；3)由半導體納米材料和無機鹽組成，所述半導體納米材料與無機鹽的質(zhì)量份數(shù)比為 (0. 001-0. 01) 1。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的薄膜，其特征在于所述高分子聚合物為聚乙烯醇、聚乙 烯吡咯烷酮或聚甲基丙烯酸甲酯；所述無機鹽為硅酸鹽、鋁酸鹽或硼酸鹽；所述硅酸鹽為 硅酸鈉或硅酸鉀；所述鋁酸鹽為鋁酸鈉或鋁酸鉀，所述硼酸鹽為硼酸鈉或硼酸鉀。
6.權(quán)利要求1-5中任一所述薄膜的制備方法，包括如下步驟將所述半導體納米材料 或所述半導體納米材料和共成膜劑的混合物分散于水中得水溶液，然后將所述水溶液制備 成膜即得所述薄膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述水溶液中所述半導體納米材料的質(zhì) 量百分含量為0. 1% -10%。
8.權(quán)利要求1-5中任一所述薄膜的制備方法，包括如下步驟將MxO與S、Se和Te中 至少一種的混合物或所述共成膜劑、MxO與S、Se和Te中至少一種的混合物分散于水中得 水溶液，然后將所述水溶液制備成膜，所述膜經(jīng)干燥和煅燒后即得所述薄膜；其中，M為Cd、 Si、Ag 或 1 ，χ 為 1 或 2。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述水溶液中所述MxO的質(zhì)量百分含量為 2% -10% ；所述水溶液中所述Sje和Te中任兩種物質(zhì)的質(zhì)量百分含量均0. 04% -3. 0% ； 所述 Mx0、S、k 和 Te 的粒徑為 50_-20011111，其中，]\1為0(1、211、48或？13，1為 1 或 2。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一所述光致發(fā)光薄膜在提高單晶硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化 效率方面的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于單晶硅太陽能電池的光致發(fā)光薄膜及其制備方法。該薄膜包括半導體納米材料，所述半導體納米材料為MxAyB1-y納米晶或由MxAyB1-y納米晶形成的核殼微粒，其中，M為Cd、Zn、Ag或Pb，A和B均為S、Se或Te，x為1或2，y為0或1。本發(fā)明還提供了上述薄膜的兩種制備方法，既可直接將半導體納米材料通過制膜技術(shù)制備成光致發(fā)光薄膜，也可將半導體納米材料的前體所對應(yīng)的氧化物和金屬單質(zhì)制備成膜，再通過原位煅燒制備成光致發(fā)光薄膜。本發(fā)明制備的光致發(fā)光薄膜可以將350-700nm的可見光轉(zhuǎn)換為500-1500nm的近紅外光，可較大幅度地增強單晶硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。
文檔編號C09K11/88GK102140348SQ201010621929
公開日2011年8月3日 申請日期2010年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月27日
發(fā)明者姚建年, 曾怡, 詹傳郎 申請人:中國科學院化學研究所