本发明属于物理学中的固体发光材料技术领域，具体涉及一种以k2yf5为基质的近红外下转换发光材料，同时还涉及其在提高硅基太阳能电池效率方面的应用。
背景技术：
在化石燃料极具短缺和人类对环境问题越来越重视的情况下，太阳能以取之不尽用之不竭和安全无污染的优势受到了人们的广泛关注，并且作为一种新兴可再生能源一直在探索发展过程中。硅基太阳能电池在把太阳光能转换为电能的过程中，由于光谱失配的原因损失了大部分太阳光能，低的能量转化率使其在实际应用中受到很大的限制。所以，在硅基太阳能电池上加入近红外下转换发光材料通过下转换机制进行光谱修正，促使硅基太阳能电池尽可能大范围的吸收光子然后转换成能够匹配其禁带宽度（~1000nm）的光子从而提高太阳能电池的光电转换效率。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种性能良好的近红外下转换发光材料，能有效吸收紫外波段的太阳光并转化为红外光满足硅基太阳能电池的要求。
本发明的目的之一，提供一种近红外下转换发光材料，该发光材料以k2yf5为基质，掺杂稀土离子ce3+或yb3+，该发光材料的化学组成式为k2y0.99-xce0.01ybxf5，其中，x是掺入稀土离子的摩尔分数，0≤x≤0.3。
本发明目的之二是提供一种制备上述近红外下转换发光材料的方法，包括以下步骤：
步骤一，按照配方量，将koh溶于去离子水中，加入乙醇和油酸，搅拌得到溶液1；
步骤二，在溶液1中加入kf水溶液搅拌均匀得到溶液2；
步骤三，按化学计量比称取lncl3·6h2o(ln=y，ce，yb)并溶于去离子水，加入溶液2，搅拌均匀得到溶液3；
步骤四，将溶液3在190~220℃条件下保温8~24小时，经过冷却，离心，洗涤，干燥，研磨，得到近红外转换发光材料。
本发明采用水热法制备掺杂稀土离子的k2yf5近红外下转换发光荧光粉。本发明所选用的配比、保温所采用的温度、时间能够保证最终制备出的产物能被270~310nm（中心波长290nm）的紫外光有效激发，实现近红外（~1000nm）发射。
本发明的目的之三是提供所述的近红外下转换发光材料在太阳能电池中的应用，具体是将近红外下转换发光材料涂覆于太阳能电池表面。
与现有技术相比，本发明具有以下优势：
1）本发明的近红外下转换发光荧光材料能被270~310nm的紫外光有效激发；
2）本发明的近红外下转换发光荧光材料采用水热法制备，原料易得，成本较低，制备工艺简单，反应条件温和；
3）本发明的近红外下转换发光荧光材料可以涂覆在太阳能电池上，用于提高太阳能电池的光电转换效率。
附图说明
图1表示本发明实施例1-4中近红外发光荧光粉k2y0.99-xce0.01ybxf5的xrd衍射光谱。
图2表示本发明实施例3中近红外发光荧光粉k2y0.99-xce0.01ybxf5的xrd衍射光谱。
图3表示本发明实施例3中近红外发光荧光粉k2y0.99ce0.01f5在室温下的发射光谱。
图4表示本发明实施例3中近红外发光荧光粉k2y0.79ce0.01yb0.2f5在室温下的近红外发射和激发光谱。
具体实施方式
本发明的近红外下转换发光荧光材料具有制备工艺简单，反应条件温和等优点。本发明以k2yf5为基质，掺杂稀土离子ce3+或yb3+，在240~310nm间有很强烈的吸收，并且能被270~310nm的紫外光有效激发，表现出以320nm为中心的宽带发射，通过能量传递激发两到三个yb3+离子，实现近红外发射，用于提高太阳能电池的效率。
以下是本发明给出的几种具体的所述近红外下转换发光材料的制备方法和发光性能，用于对本发明的技术方案做详细的说明。
实施例1
该实施例用水热法制备k2y0.79ce0.01yb0.2f5，具体制备过程如下：
1）将56.25mmol的koh溶于7.5ml的去离子水中，加入乙醇和油酸各25ml，用磁力搅拌器搅拌均匀得到溶液1。
2）在溶液1中加入120mmol的kf水溶液搅拌10分钟，即得溶液2。
3）在溶液2中加入10ml含有3mmol的lncl3·6h2o(ln=y，ce，yb)的水溶液，搅拌30分钟。
4）将搅拌均匀的溶液转至100ml的反应釜中，保持190度加热24小时。待样品自然冷却至室温后离心并用去离子水和乙醇洗涤3次，80度干燥8小时即可得到最终的近红外下转换发光材料。
实施例2
该实施例用水热法制备k2y0.79ce0.01yb0.2f5，具体制备过程如下：
1）将56.25mmol的koh溶于7.5ml的去离子水中，加入乙醇和油酸各25ml，用磁力搅拌器搅拌均匀得到溶液1。
2）在溶液1中加入120mmol的kf水溶液搅拌10分钟，即得溶液2。
3）在溶液2中加入10ml含有3mmol的lncl3·6h2o(ln=y，ce，yb)的水溶液，搅拌30分钟。
4）将搅拌均匀的溶液转至100ml的反应釜中，保持220度加热8小时。待样品自然冷却至室温后离心并用去离子水和乙醇洗涤3次，80度干燥8小时即可得到最终的近红外下转换发光材料。
实施例3
该实施例用水热法制备k2y0.99-xce0.01ybxf5，具体制备过程如下：
1）将56.25mmol的koh溶于7.5ml的去离子水中，加入乙醇和油酸各25ml，用磁力搅拌器搅拌均匀得到溶液1。
2）在溶液1中加入120mmol的kf水溶液搅拌10分钟，即得溶液2。
3）在溶液2中加入10ml含有3mmol的lncl3·6h2o(ln=y,ce,yb)的水溶液，搅拌30分钟。
4）将搅拌均匀的溶液转至100ml的反应釜中，保持220度加热13小时。待样品自然冷却至室温后离心并用去离子水和乙醇洗涤3次，80度干燥8小时即可得到最终的近红外下转换发光材料。
图2表示本发明实施例3中近红外发光荧光粉k2y0.99-xce0.01ybxf5的xrd衍射光谱。
图3表示本发明实施例3中近红外发光荧光粉k2y0.99ce0.01f5在室温下的发射光谱。
图4表示本发明实施例3中近红外发光荧光粉k2y0.79ce0.01yb0.2f5在室温下的近红外发射和激发光谱。
实施例4
该实施例用水热法制备k2y0.79ce0.01yb0.2f5，具体制备过程如下：
1）将56.25mmol的koh溶于7.5ml的去离子水中，加入乙醇和油酸各25ml，用磁力搅拌器搅拌均匀得到溶液1。
2）在溶液1中加入120mmol的kf水溶液搅拌10分钟，即得溶液2。
3）在溶液2中加入10ml含有3mmol的lncl3·6h2o(ln=y，ce，yb)的水溶液，搅拌30分钟。
4）将搅拌均匀的溶液转至100ml的反应釜中，保持220度加热24小时。待样品自然冷却至室温后离心并用去离子水和乙醇洗涤3次，80度干燥8小时即可得到最终的近红外下转换发光材料。