本发明涉及一种近红外发光的铈镱共掺钇铝石榴石荧光材料，属于稀土材料发光领域。
背景技术：
太阳能电池在短波区域光谱响应较低，与此同时，此波段的反射率相对较高，因此位于此波段的大部分光子，或者在表面被反射，或者在到达太阳能电池的空间电荷区之前便被消耗殆尽。仅有一小部分能被太阳能电池吸收利用产生电流。如何充分利用太阳光谱中短波长光子的能量一直是一个技术难题。
光谱下转换材料可以将短波长的高能量光子转换为能够被太阳能电池吸收的长波长光子，有利于改善电池在短波长范围的性能。而铈镱共掺的钇铝石榴石荧光材料中稀土元素铈具有较宽的吸收光谱，可以吸收较多的短波光子能量，同时镱元素具有较高的发光效率和可以发出能量与半导体硅材料禁带宽度接近的近红外光子，因此引起广泛关注。但是由于从铈原子到镱原子的内部离子间能量转移机制的限制，使得镱原子从铈原子获得的能量有限，发出的近红外波长的光较弱，严重影响了其在太阳能电池上的应用。因此提高铈镱共掺的钇铝石榴石荧光材料近红外发光对于提高硅基太阳能电池的性能具有非常重要的意义。
技术实现要素：
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技术问题：本发明的目的是提供一种近红外发光的铈镱共掺钇铝石榴石荧光材料，该荧光材料中含有金属元素铋、金属元素铈、金属元素镱、金属元素钇和金属元素铝，铈原子吸收的短波光子的能量除了可以从铈原子直接转移到镱原子，还可以从铈原子先转移到铋原子，然后再转移到镱原子，增加了镱原子获得的能量，使得镱原子的近红外发光提高，改善高能量光子的利用率。
发明内容：本发明提供了一种近红外发光的铈镱共掺钇铝石榴石荧光材料，该钇铝石榴石荧光材料含有金属元素铋、金属元素铈、金属元素镱、金属元素钇、金属元素铝和氧元素，其中金属元素铋与金属元素钇的摩尔比为1:50-1:500，金属元素铋与金属元素铈的摩尔比为1:1-5:1，金属元素铋与金属元素镱的摩尔比为1:1-1:50，金属元素铋与金属元素铝的摩尔比为1:80-1:10000，金属元素铋与元素氧的摩尔比为1:192-1:24000。
其中：
所述的铈镱共掺钇铝石榴石荧光材料的近红外发光的光波长为900—1100nm。
所述的近红外发光的铈镱共掺钇铝石榴石荧光材料依据实际需求制得多种形状，所述形状为块体状、颗粒状或薄膜状。
所述的近红外发光的铈镱共掺钇铝石榴石荧光材料与不含铋原子的铈镱共掺钇铝石榴石荧光材料相比，在同样的入射光照射下，波长为900—1100nm的近红外发光的强度提高50％以上。
有益效果：与现有技术相比，该发明具有以下优点：
该荧光材料中含有金属元素铋，铈原子吸收的短波光子的能量除了可以从铈原子直接转移到镱原子，还可以从铈原子先转移到铋原子，然后再转移到镱原子，增加了镱原子获得的能量，使得镱原子的近红外发光提高，改善高能量光子的利用率，与不含铋原子的铈镱共掺钇铝石榴石荧光材料相比，在同样的入射光照射下，波长为900—1100nm的近红外发光的强度提高50％以上。
具体实施方式
本发明提供了一种近红外发光的铈镱共掺钇铝石榴石荧光材料。将纯度为99.99％的氧化铋、氧化铈、氧化镱、氧化钇、氧化铝粉末混合均匀，采用高温固相反应方法将金属元素铋掺入铈镱共掺的钇铝石榴石荧光材料中。也可以将含有元素铋、铈、镱、钇、铝的氧化物或盐溶于化学试剂中制成溶液，通过加热反应来制备掺入铋、铈、镱的钇铝石榴石荧光材料，再经提纯煅烧研磨制得。
实施例1
1)将纯度为99.99wt％的5.32克氧化铋粉末、3.77克氧化铈粉末、4.56克氧化镱粉末、129.27克氧化钇粉末、102克氧化铝粉末混合均匀，得到混合粉末；
2)采用高温固相反应方法，将得到混合粉末在氢气保护的电炉中加热至1800℃，并保温6小时，得到生成物；
3)待自然冷却后，将生成物研磨成粉末，得到近红外发光的铈镱共掺钇铝石榴石荧光材料，其中金属元素铋与金属元素钇的摩尔比为1:50，金属元素铋与金属元素铈的摩尔比为1:1，金属元素铋与金属元素镱的摩尔比为1:1，金属元素铋与金属元素铝的摩尔比为1:87.6，金属元素铋与元素氧的摩尔比为1:210。
实施例2
1)将纯度为99.99wt％的0.532克氧化铋粉末、0.075克氧化铈粉末、22.8克氧化镱粉末、129.27克氧化钇粉末、102克氧化铝粉末分别溶于不同的稀硝酸中制成硝酸盐溶液；
2)将上述几种硝酸盐溶液物质混合于一个烧杯中；
3)将烧杯加热至200℃，保温1小时，反应得到沉淀物；
4)反应完成后，将沉淀物取出，用蒸馏水冲洗干净，在1200℃煅烧后研磨制得近红外发光的铈镱共掺钇铝石榴石荧光材料，其中金属元素铋与金属元素钇的摩尔比为1:500，金属元素铋与金属元素铈的摩尔比为5:1，金属元素铋与金属元素镱的摩尔比为1:50，金属元素铋与金属元素铝的摩尔比为1:876，金属元素铋与元素氧的摩尔比为1:2100。
实施例3
1)将纯度为99.99wt％的2.79克氧化铋粉末、0.66克氧化铈粉末、7.9克氧化镱粉末、129.27克氧化钇粉末、40克氧化铝粉末混合均匀，得到混合粉末；
2)采用高温固相反应方法，将混合粉末在氢气保护的电炉中加热至1500℃，并保温15小时，得到生成物；
3)待自然冷却后，将生成物研磨成粉末，得到近红外发光的铈镱共掺钇铝石榴石荧光材料，其中金属元素铋与金属元素钇的摩尔比为1:95.3，金属元素铋与金属元素铈的摩尔比为3:1，金属元素铋与金属元素镱的摩尔比为1:3.3，金属元素铋与金属元素铝的摩尔比为1:80，金属元素铋与元素氧的摩尔比为1:192。
实施例4
1)将纯度为99.99wt％的1.395克氧化铋粉末、0.66克氧化铈粉末、15.8克氧化镱粉末、129.27克氧化钇粉末、3060克氧化铝粉末分别溶于不同的稀硝酸中制成硝酸盐溶液；
2)将上述几种硝酸盐溶液混合于一个烧杯中；
3)将烧杯加热至80℃，保温5小时，反应得到沉淀物；
4)反应完成后，将沉淀物取出，用蒸馏水冲洗干净，在900℃煅烧后研磨制得近红外发光的铈镱共掺钇铝石榴石荧光材料，其中金属元素铋与金属元素钇的摩尔比为1:190.7，金属元素铋与金属元素铈的摩尔比为1.5:1，金属元素铋与金属元素镱的摩尔比为1:13.2，金属元素铋与金属元素铝的摩尔比为1:10000，金属元素铋与元素氧的摩尔比为1:24000。
实施例5
1)将纯度为99.99wt％的2.79克氧化铋粉末、0.66克氧化铈粉末、7.9克氧化镱粉末、129.27克氧化钇粉末、40克氧化铝粉末混合均匀，得到混合粉末；
2)采用高温固相反应方法，将混合粉末在氢气保护的电炉中加热至1500℃，并保温15小时，得到生成物；
3)待自然冷却后，将生成物研磨成粉末，得到近红外发光的铈镱共掺钇铝石榴石荧光材料，其中金属元素铋与金属元素钇的摩尔比为1:95.3，金属元素铋与金属元素铈的摩尔比为3:1，金属元素铋与金属元素镱的摩尔比为1:3.3，金属元素铋与金属元素铝的摩尔比为1:80，金属元素铋与元素氧的摩尔比为1:500。
实施例6
1)将纯度为99.99wt％的1.395克氧化铋粉末、0.66克氧化铈粉末、15.8克氧化镱粉末、129.27克氧化钇粉末、3060克氧化铝粉末分别溶于不同的稀硝酸中制成硝酸盐溶液；
2)将上述几种硝酸盐溶液混合于一个烧杯中；
3)将烧杯加热至80℃，保温5小时，反应得到沉淀物；
4)反应完成后，将沉淀物取出，用蒸馏水冲洗干净，在900℃煅烧后研磨制得近红外发光的铈镱共掺钇铝石榴石荧光材料，其中金属元素铋与金属元素钇的摩尔比为1:190.7，金属元素铋与金属元素铈的摩尔比为1.5:1，金属元素铋与金属元素镱的摩尔比为1:13.2，金属元素铋与金属元素铝的摩尔比为1:10000，金属元素铋与元素氧的摩尔比为1:18000。