[发明专利]一种掺杂半导体纳米晶/有机玻璃太阳能荧光聚集器

权利要求书

1.一种新型的掺杂半导体纳米晶/有机玻璃太阳能荧光聚集器(LSC)，由一价金属Ag或Cu离子掺杂的II-VI半导体纳米晶均匀分散在PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)中实现。所述半导体纳米晶的尺寸可为5-20nm，其特征在于，掺杂纳米晶在PMMA基体中实现均匀分散，具有足够大的斯托克斯位移(达到0.7-0.8eV)，保持了纳米晶的荧光量子产率(绝对量子产率可达42％)，避免了传统纳米晶的小斯托克斯位移引起的自吸收问题。制备可在空气中室温下，成本低，不需要苛刻的环境条件，过程绿色、环保。制备的LSC尺寸可达到宏观尺寸，比如从厘米到米级，形状可任意调控。

2.一种制备如权利要求1所述的新型的掺杂半导体纳米晶/有机玻璃复合太阳能荧光聚集器制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：对购得的甲基丙烯酸甲酯(MMA)单体进行纯化，取一定量的MMA单体置于分液漏斗中，加入等量的0.1mol/L的NaOH水溶液，震荡，随后倒掉下层液体，在加入等量去离子水重复震荡洗涤2-3次，随后将上层液体取出置于烧杯中加入一定量的无水氯化钙粉体，静置0.5h，过滤，得到纯化的MMA单体，在纯化的MMA单体中溶解一定质量分数的PMMA得到MMA/PMMA混合溶液。

步骤2：将制备的金属掺杂(Ag、Cu、Co、Mn等)半导体纳米晶置于60℃真空烘箱中抽真空干燥1-2h，随后将干燥得到的纳米晶颗粒分散到纯化的MMA单体或MMA/PMMA混合溶液中，超声震荡1h，得到混合溶胶a。

步骤3：将上述的溶胶a置于烧杯中，加入引发剂，震荡均匀置于80-90℃的油浴锅中进行预聚化，其特征在于，反应期间进行间歇震荡，随着反应进行反应物的粘度将逐渐变大，反应至反应物刚开始出现气泡为止，此时立即将反应物置于冷水中淬灭反应，得到预聚化完成的粘稠液体，此时的固化率约为20-30％；

所述引发剂为偶氮二异丁腈，加入的质量分数为800ppm。

步骤4：将上述粘液倒入模具并且密封好，置于50℃的烘箱中，固化32h，样品基本固化完成，此时的固化率约为80-90％，再将样品置于120℃烘箱中固化2h，完成最后的固化，此时固化率达到90％以上。

3.根据权利要求2所述的金属掺杂半导体纳米晶/PMMA太阳能荧光聚集器的制备方法，其特征在于，取一定量的纯化MMA单体加入质量分数为10％的PMMA，50℃水浴搅拌溶解1h，得MMA/PMMA混合溶液。

4.根据权利要求2所述的金属掺杂半导体纳米晶/PMMA太阳能荧光聚集器的制备方法，其特征在于，将单分散的金属掺杂半导体纳米晶/PMMA放置于真空烘箱中真空干燥1h，随后分散到纯化MMA单体或者MMA/PMMA混合溶液或者中得到混合溶胶a。

5.根据权利要求2根据权利要求2所述的金属掺杂半导体纳米晶/PMMA太阳能荧光聚集器的制备方法，其特征在于，所用引发剂为偶氮二异丁腈，质量分数为800ppm。

6.根据权利要求2所述的金属掺杂半导体纳米晶/PMMA太阳能荧光聚集器的制备方法，其特征在于，预聚化的温度为80-90℃，预聚化反应截止时间为预聚体刚开始出现气泡为止，随后立即将预聚体置于冷水中淬灭。

7.根据权利要求2所述的金属掺杂半导体纳米晶/PMMA太阳能荧光聚集器的制备方法，其特征在于，所述的半导体纳米晶可以是Ag掺杂CdS纳米晶、Ag掺杂CdSe纳米晶、、Cu、Co、Mn、Ni掺杂CdS纳米晶。