一种980nm高强度上转换发光材料及其制备方法

本发明涉及新材料，具体涉及一种980nm高强度上转换发光材料及其制备方法。

背景技术：

1、随着能源短缺和环境污染问题的日益严峻，人们对节能减排方面的意识越来越强烈，发展可再生绿色能源已经成为解决这一问题的根本途径。太阳能发电是一种清洁、可再生的能源利用方案。自太阳能电池问世以来，硅基太阳能电池因其高转化效率、低毒害性和广泛的原料来源而广受欢迎。研究表明，硅基太阳能电池在400-1100nm波长范围内有很强的吸收响应，但其在1400-1800nm波长范围内吸收响应较弱，这大大降低了硅基太阳能电池的能量转换效率。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于解决现有的硅基太阳能电池发光效率低的问题，提供一种980nm高强度上转换发光材料及其制备方法，能够有效的提高硅基太阳能电池的发光效率，并且具有稳定性和发光强度高的优点。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、一种980nm高强度上转换发光材料，所述上转化发光材料的化学式为：

4、ynbo4:x mol％er3+，y mol％yb3+；

5、其中，0≤x≤50.0，0≤y≤20.0。

6、作为优选，所述x为0.5-40.0，y为0。

7、作为优选，所述x为15.0，y为0.5-15.0。

8、作为优选，x为15.0，y为3.0。

9、本发明还公开一种980nm高强度上转换发光材料的制备方法，包括以下步骤，

10、s1、按照权利要求1中的配比取氧化铒、氧化镱、五氧化二铌和氧化钇混合均匀，得到混合粉体；

11、s2、将混合粉体在1200～1500℃下煅烧3～5h后，冷却至室温，研磨后得到所述980nm高强度上转换发光材料。

12、作为优选，步骤s1中，所述混合均匀为将氧化铒、氧化镱、五氧化二铌和氧化钇在玛瑙研磨中研磨30min。

13、作为优选，步骤s2中，将混合粉体在1300℃下煅烧4h。

14、与现有技术相比，本发明具有如下优点：

15、1、本发明中的980nm高强度上转换发光材料采用铌酸钇作为基质材料，掺杂了铒离子和镱离子。其中，铌酸钇具有物理和化学性质稳定、声子能量较低的优点。掺杂的铒离子具有丰富的能级结构，作为激活离子时能够有效提高材料的发光效率。铒离子具有丰富的能级结构和适宜的能级能隙，是上转换发光材料优异的激活剂。铒离子除了能被980nm激光激发，还能被1550nm激光有效激发，实现绿色(2h11/2/4s3/2→4i15/2)，红色(4i9/2→4i15/2)和近红外(4f9/2/4i11/2→4i15/2)发射，这与硅基太阳能电池的响应区域相匹配。掺杂的镱离子具有简单的二能级结构，在980nm左右吸收较强，吸收的能量还能传递给铒离子提高铒离子的发射强度，能够作为敏化剂，起到很好的桥梁作用。因此，该上转换发光材料具有发光效率高、稳定性强和发光强度高的优点。采用1550nm作为激发光源时，该上转换发光材料在980nm处呈现了强发光峰，能够用作硅基太阳能电池的光转换层材料。

16、2、本发明提供的上转换发光材料的制备方法，工艺步骤简单，易于操作。

技术特征：

1.一种980nm高强度上转换发光材料，其特征在于，所述上转化发光材料的化学式为：

2.根据权利要求1所述的980nm高强度上转换发光材料，其特征在于，所述x为0.5-40.0，y为0。

3.根据权利要求1所述的980nm高强度上转换发光材料，其特征在于，所述x为15.0，y为0.5-15.0。

4.根据权利要求3所述的980nm高强度上转换发光材料，其特征在于，x为15.0，y为3.0。

5.一种980nm高强度上转换发光材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，

6.根据权利要求5所述的980nm高强度上转换发光材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述混合均匀为将氧化铒、氧化镱、五氧化二铌和氧化钇在玛瑙研磨中研磨30min。

7.根据权利要求5所述的980nm高强度上转换发光材料的制备方法，其特征在于，步骤s2中，将混合粉体在1300℃下煅烧4h。

技术总结
本发明公开了一种980nm高强度上转换发光材料及其制备方法。所述980nm高强度上转换发光材料的化学式为：YNbO<subgt;4</subgt;:x mol％Er<supgt;3+</supgt;，y mol％Yb<supgt;3+</supgt;；其中，0≤x≤50.0，0≤y≤20.0。所述制备方法包括：S1、按照配比取氧化铒、氧化镱、五氧化二铌和氧化钇混合均匀，得到混合粉体；S2、将混合粉体煅烧后，冷却至室温，研磨后得到所述980nm高强度上转换发光材料。本发明具有与硅基太阳能电池强响应相匹配、稳定性和发光强度高的优点。

技术研发人员：王欣,李香萍,陈宝玖
受保护的技术使用者：烟台职业学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13