一种平面荧光聚光器及其制备方法_2

文档序号:9470555阅读:来源:国知局
料的广泛应用,同时还可以改善太阳能发电系统的光电转换效率,降低光伏发电成本,将产生巨大的经济效益。本发明还阐明CIS量子点LPC的制作方法,该方法过程简便、低成本,且实用性强。
【附图说明】
[0027]图1是本发明实施例1的CIS的特征光谱图;
图2是本发明的LPC不意图;
图3是本发明的LPC所制成的太阳能发电系统示意图;
图4是本发明实施例2的CIS-ZS的特征光谱图。
【具体实施方式】
[0028]下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明:
实施例1
按照以下步骤制备平面荧光聚光器:
本实施例中,荧光物质CIS-QDs通过“一锅反应法”合成得到。
[0029](I)称取lmmol CuI和Immol In (Ac) 3,加入到50mL的三口烧瓶中,量取1mL十二硫醇和20mL液体石蜡,依次加入到三口烧瓶中搅拌混合均匀,在连续通有队的保护下,将上述混合溶液加热至200°C反应20min,溶液由黑色转变为淡红色,停止加热迅速冷却至室温,经正己烷和无水乙醇混合溶液的反复清洗去除杂质,再经真空干燥得到CIS-QDs粉末;所合成的CIS-QDs具有宽带蓝紫光吸收和宽带红橙光发射等特性,能将蓝紫光转化为红光,其特征光谱如图1所示,虚线为吸收光谱,实线为发射光谱,激发波长与发射波长之间的波长差大于180nm ;
(2)将CIS-QDs分散于正己烷中配成浓度为lmg/mL的混合溶液;
(3)量取20mL甲基丙烯酸甲酯(MMA)于烧杯中,称取偶氮二异丁腈白色固体加入到MMA溶液中,经超声振荡和搅拌,使其完全溶解,配制成0.05wt%的溶液,待溶液呈无色透明状时将混合溶液转移至三口烧瓶中;
(4)将步骤(3)中配有冷凝管的三口烧瓶置于恒温水浴加热箱中水浴加热一段时间,反应至有粘稠物出现(与甘油粘度相当)时即可停止加热,取出三口烧瓶并将粘稠液迅速倒入事先准备好的模具中,静置一段时间排出气泡;
(5)将步骤(4)中的模具转移至恒温烘箱中加热一段时间进行终聚合,当模具内的聚合物基本成为固态时继续升高温度,保温一段时间进行完全聚合,随后自然冷却至室温;
(6)从步骤(5)中的模具内取出聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)聚合物制品,经过切割、抛光、清洗、干燥等流程后即可制作成不同尺寸的平面光波导;
(7)将步骤(2)的CIS-QDs溶液涂覆在平面光波导的上、下表面制作CIS-QDs荧光薄膜,形成LPC,如图2的b所示,涂覆的方式可以是印刷或者旋涂或者喷涂;或者,通过层压技术将CIS-QDs封装于两个或多个平面光波导中,形成具有多层荧光效果的LPC,如图2的c所示。
[0030]将单晶硅太阳能电池安装于LPC的侧面,组成量子点掺杂型太阳能荧光聚光发电系统,如图3所示,I为平面光波导,2为太阳能电池,3为CIS-QDs。
[0031]实施例2
按照以下步骤制备平面荧光聚光器:
本实施例中,所用荧光物质为核/壳结构的CIS-QDs,化学组成为CuInS2/ZnS (CIS/ZS),荧光物质CIS的外层包裹一层ZnS。
[0032](I)称取Immol Zn (Ac) 2于烧杯中,加入1mL液体石錯,搅拌混合均勾;
(2)称取lmmolCuI和Immol In (Ac) 3,加入到50mL的三口烧瓶中,量取15mL十二硫醇和1mL液体石蜡,依次加入到三口烧瓶中搅拌混合均匀,在连续通有队的保护下,将上述混合溶液加热至200°C反应15min,迅速加入步骤(I)的混合溶液,并升高温度至240°C反应5min,溶液变成灰色,停止加热迅速冷却至室温,经正己烷和无水乙醇混合溶液的反复清洗去除杂质,再经真空干燥得到CIS/ZS-QDs粉末;所合成的CIS/ZS-QDs具有高量子产率和发射波长可调等特性,通过包裹ZnS后,能将蓝紫光转换为红橙光,其特征光谱如图4所示,虚线为吸收光谱,实线为发射光谱;
(3)将CIS/ZS-QDs分散于氯仿中配成浓度为lmg/mL的混合溶液;
(4)称取1g颗粒状的PMMA于烧杯中,加入20mL氯仿,经超声、搅拌使其完全溶解,溶液呈无色透明状;
(5)向步骤(4)的混合溶液加入3mL步骤(3)的CIS/ZS氯仿混合溶液,经超声、搅拌混合均匀,再将混合溶液倒入事先准备好的模具中,静置1min ;
(6)将模具转移至40°C恒温烘箱中恒温72h,然后继续升高温度至80°C恒温24h,随后自然冷却至室温;
(7)从模具内取出PMMA聚合物制品,经过切割、抛光、清洗、干燥等流程后制作出30X30X5mm的LPC,如图2的a所示。
[0033]实施例3
按照以下步骤制备平面荧光聚光器:
(1)称取lmmolCuI和Immol In (Ac) 3,加入到50mL的三口烧瓶中,量取20mL十二硫醇和15mL液体石蜡,依次加入到三口烧瓶中搅拌混合均匀,在连续通有队的保护下,将上述混合溶液加热至200°C反应20min,溶液由黑色转变为淡红色,停止加热迅速冷却至室温,经正己烷和无水乙醇混合溶液的反复清洗去除杂质,再经真空干燥得到CIS-QDs粉末;
(2)将CIS-QDs分散于正己烷中配成浓度为lmg/mL的混合溶液; (3)量取20mLMMA于烧杯中,称取偶氮二异丁腈白色固体加入到MMA溶液中,经超声振荡和搅拌,使其完全溶解,配制成0.05wt%的溶液,并加入3mL步骤(2)的CIS-QDs溶液,经超声振荡和搅拌后,将混合溶液转移至三口烧瓶中;
(4)将上述配有冷凝管的三口烧瓶置于85°C恒温水浴加热箱中加热30min(溶液粘度与甘油粘度相当),停止加热,取出三口烧瓶并将粘稠液迅速倒入事先准备好的模具中,静置 1min ;
(5)将模具转移至40°C恒温烘箱中恒温24h,然后继续升高温度至100°C恒温24h,随后自然冷却至室温;
(6 )从步骤c中的模具内取出PMMA聚合物制品,经过切割、抛光、清洗、干燥等流程后制作出 30 X 30 X 5mm 的 LPC。
[0034]以上所述,仅为本发明的【具体实施方式】,但本发明的保护范围并不局限于此,任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,比如平面光波导材质的更换,由聚甲基丙烯酸甲酯更换为聚碳酸酯、聚二甲基硅氧烷或聚乙烯等其他具有类似性能的高分子聚合物;或者是制备CIS-QDs时采用的有机介质更换为十八烯等,均与本发明的技术构思和发明目的无异,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种平面荧光聚光器,其特征在于,包括荧光物质和平面光波导,所述荧光物质为铜铟硫量子点材料。2.根据权利要求1所述的平面荧光聚光器,其特征在于,所述荧光物质的外层包裹ZnS03.根据权利要求1所述的平面荧光聚光器,其特征在于,所述平面光波导为高分子聚合物。4.根据权利要求3所述的平面荧光聚光器,其特征在于,所述高分子聚合物为聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚二甲基硅氧烷或聚乙烯。5.根据权利要求1所述的平面荧光聚光器,其特征在于,所述铜铟硫量子点材料按照如下方法制备:在烧瓶中加入碘化亚铜和醋酸铟,然后依次加入十二硫醇和有机介质,搅拌混合均匀,在惰性气体保护下,将混合溶液升温加热反应,直到混合溶液由黑色转变为淡红色,停止加热并冷却至室温,去除杂质,最后真空干燥得到铜铟硫量子点材料。6.根据权利要求5所述的平面荧光聚光器,其特征在于,所述碘化亚铜和醋酸铟的摩尔比是1:1,所述十二硫醇的用量是Imol碘化亚铜使用10~20mL十二硫醇。7.上述任意一项权利要求所述的平面荧光聚光器的制备方法,其特征在于,包括以下步骤: (1)将铜铟硫量子点材料均匀分散于有机溶剂中; (2)用高分子聚合物制作平面光波导; (3 )将步骤(I)的混合溶液涂覆在平面光波导表面或者封装于平面光波导中,形成平面荧光聚光器。8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,所述涂覆为印刷或者旋涂或者喷涂;所述封装为通过层压技术将铜铟硫量子点荧光物质封装于平面光波导中。9.权利要求1~6任意一项权利要求所述的平面荧光聚光器的制备方法,其特征在于,将铜铟硫量子点材料均匀分散于有机溶剂中,在合成高分子聚合物时加入到原料中,反应后得到掺杂铜铟硫量子点材料的平面光波导,经切割、抛光、清洗、干燥后得到平面荧光聚光器。10.权利要求1~6任意一项权利要求所述的平面荧光聚光器的制备方法,其特征在于,将铜铟硫量子点材料、制备平面光波导的高分子聚合物溶解于有机溶剂中,所得混合液经加热制成掺杂铜铟硫量子点材料的平面光波导,经切割、抛光、清洗、干燥后得到平面荧光聚光器。
【专利摘要】本发明属于太阳能聚光器领域,公开了一种平面荧光聚光器,包括荧光物质和平面光波导,所述荧光物质为铜铟硫量子点材料,所述平面光波导为高分子聚合物,可以是聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚二甲基硅氧烷或聚乙烯等。本发明还公开了该平面荧光聚光器的制备方法。本发明首次将CIS应用到平面荧光聚光器领域,可以更大程度发挥出铜铟硫量子点的独特优势,使得铜铟硫量子点具有更广阔的应用前景。由于CIS量子点是一种光热稳定性好、高效荧光且绿色环保型量子点荧光材料,将它与平面光波导技术和太阳能电池相结合,构造出一种新型LPC,不仅可以加快推广CIS材料的广泛应用,同时还可以改善太阳能发电系统的光电转换效率,将产生巨大的经济效益。
【IPC分类】G02B19/00, G02B1/00, C08F120/14
【公开号】CN105223633
【申请号】CN201510697405
【发明人】王恺, 孙小卫, 李臣, 陈威, 郝俊杰, 秦静
【申请人】广东昭信光电科技有限公司
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年10月21日
当前第2页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1