一种近红外光致发光薄膜及其制备方法

摘要

本发明公开了一种用于单晶硅太阳能电池的光致发光薄膜及其制备方法。该薄膜包括半导体纳米材料，所述半导体纳米材料为MxAyB1-y纳米晶或由MxAyB1-y纳米晶形成的核壳微粒，其中，M为Cd、Zn、Ag或Pb，A和B均为S、Se或Te，x为1或2，y为0或1。本发明还提供了上述薄膜的两种制备方法，既可直接将半导体纳米材料通过制膜技术制备成光致发光薄膜，也可将半导体纳米材料的前体所对应的氧化物和金属单质制备成膜，再通过原位煅烧制备成光致发光薄膜。本发明制备的光致发光薄膜可以将350-700nm的可见光转换为500-1500nm的近红外光，可较大幅度地增强单晶硅太阳能电池的光电转换效率。

主权项

一种光致发光薄膜，其特征在于：所述薄膜包括半导体纳米材料，所述半导体纳米材料为MxAyB1‑y纳米晶，其中，M为Cd、Zn、Ag或Pb，A和B均为S、Se或Te，x为1或2，0＜y＜1；所述A和B不相同；所述薄膜的厚度为1nm‑100nm。2、根据权利要求1所述的薄膜，其特征在于：所述半导体纳米材料为纳米颗粒；所述纳米颗粒的粒径为1nm‑500nm。3、根据权利要求1或2所述的薄膜，其特征在于：所述薄膜还包括共成膜剂，所述共成膜剂为高分子聚合物、二氧化硅和无机盐中任一种；所述高分子聚合物为聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮或聚甲基丙烯酸甲酯；所述无机盐为硅酸盐、铝酸盐或硼酸盐。4、根据权利要求3所述的薄膜，其特征在于：所述薄膜为下述1）‑3）薄膜中任一种：1）由半导体纳米材料和高分子聚合物组成，所述半导体纳米材料与高分子聚合物的质量份数比为（0.001‑0.01）：1；2）由半导体纳米材料和二氧化硅组成，所述半导体纳米材料 二氧化硅的质量份数比为（0.001‑0.01）：1；3）由半导体纳米材料和无机盐组成，所述半导体纳米材料与无机盐的质量份数比为（0.001‑0.01）：1。5、根据权利要求3所述的薄膜，其特征在于：所述硅酸盐为硅酸钠或硅酸钾；所述铝酸盐为铝酸钠或铝酸钾，所述硼酸盐为硼酸钠或硼酸钾。6、权利要求1‑5中任一所述薄膜的制备方法，包括如下步骤：将所述半导体纳米材料或所述半导体纳米材料和共成膜剂的混合物分散于水中得水溶液，然后将所述水溶液制备成膜即得所述薄膜。7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述水溶液中所述半导体纳米材料的质量百分含量为0.1%‑10%。8、权利要求1‑5中任一所述薄膜的制备方法，包括如下步骤：将MxO与S、Se和Te中至少一种的混合物或所述共成膜剂、MxO与S、Se和Te中至少一种的混合物分散于水中得水溶液，然后将所述水溶液制备成膜，所述膜经干燥和煅烧后即得所述薄膜；其中，M为Cd、Zn、Ag或Pb，x为1或2。9、根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述水溶液中所述MxO的质量百分含量为2%‑10%；所述水溶液中所述S、Se和Te中任两种物质的质量百分含量均0.04%‑3.0%；所述MxO、S、Se和Te的粒径为50nm‑200nm，其中，M为Cd、Zn、Ag或Pb，x为1或2。10、根据权利要求1‑5中任一所述光致发光薄膜在提高单晶硅太阳能电池的光电转化效率方面的应用。