[发明专利]量子点发光材料、制备方法及发光太阳能聚光装置

说明书

本发明提供一种量子点发光材料，包括材料为铜锑硫的内核，以及包裹于所述内核外且材料为硫化锌的外壳。本发明还提供所述量子点发光材料的制备方法，以及应用所述量子点发光材料的发光太阳能聚光装置。采用该种量子点发光材料的发光太阳能聚光装置，其光电转换效率较高。

技术领域

本发明涉及半导体纳米材料技术领域，尤其涉及一种量子点发光材料、其制备方法以及应用其的发光太阳能聚光装置。

背景技术

量子点又称为半导体纳米晶，其颗粒物理直径小于或接近其对应的半导体材料的激子玻尔半径，由于量子尺寸效应，量子点具有激发波长范围宽，发射峰窄且呈高斯对称、无拖尾、斯托克斯位移大、光化学稳定性强等优点。当受到光或电的刺激，量子点便会发出一定波长范围的光，发射光谱的范围和强度由量子点的组成材料、大小形状和颗粒表面的修饰情况决定。量子点独特的光物理和光化学性质，使其作为发光材料被广泛应用于生物检测、防伪、LED、显示和光电器件等领域。

发光太阳能聚光装置(LSC)用于聚集太阳能为太阳能电池提供能源。现有具有红外发光特性的量子点发光材料CdSe,PbSe,CuInS已被应用于发光太阳能聚光装置中，用于提高光转换效率。然而，重金属的污染以及稀有贵金属的高昂成本使得具有上述量子点发光材料的发光太阳能聚光装置的应用受到限制。

发明内容

鉴于上述技术问题，本发明提供一种环保且成本较低的量子点发光材料、制备方法及发光太阳能聚光装置。

本发明提供一种量子点发光材料，包括材料为铜锑硫的内核，以及包裹于所述内核外且材料为硫化锌的外壳。

本发明还提供上述量子点发光材料的制备方法，包括：将铜源和锑源溶于甲酰胺，在保护气氛的保护下，加热至120～140℃，保温并搅拌直至固体颗粒完全溶剂，得到铜锑前驱体溶液；将硫源溶于所述铜锑前驱体溶液，搅拌使所述硫源与金属离子完全络合，加热至180～200℃，保温反应5～25分钟，得到铜锑硫量子点的分散液；将锌源溶于甲酰胺，得到锌的前驱体溶液；将所述铜锑硫量子点的分散液与所述锌的前驱体溶液混合，在保护气氛的保护下，在混合液中加入硫源，加热至210～230℃，保温反应一小时得到铜锑硫/硫化锌量子点发光材料。

作为一种优选方案，所述铜源选自醋酸铜、硝酸铜、甲酸铜、氯化铜中的一种。

作为一种优选方案，所述锑源选自醋酸锑、氯化锑、草酸锑中的一种。

作为一种优选方案，所述硫源选自巯基丙酸、a-硫代甘油、巯基乙醛、巯基丁酸、巯基庚酸、二巯基丙酸中的一种。

作为一种优选方案，所述锌源选自醋酸锌、硫酸锌、丙酸锌中的一种。

作为一种优选方案，所述锑源与铜源的摩尔比为1:1～3:1，所述硫源与铜源的摩尔比为1:1～10:1，所述锌源与铜源的摩尔比为2:1～5:1。

作为一种优选方案，所述铜源的摩尔浓度为0.15～0.005mol/L。

本发明还提供一种一种发光太阳能聚光装置，包括介质层以及上述量子点发光材料，所述量子点发光材料分散于所述介质层中。

作为一种优选方案，所述发光太阳能聚光装置还包括设置于所述介质层上的透光板。

本发明的发光量子点材料的制备方法中，采用甲酰胺作为铜源、锑源、锌源的溶剂，使得制备得到的CuSbS/ZnS量子点发光材料具有较好的溶解性，可以分散在水、乙醇等水溶性溶剂中，扩大了应用范围；且针对制备得到的CuSbS/ZnS量子点发光材料提纯时，仅需少量乙醇进行清洗即可将附着于其表面的有机物除掉，无需通过离心处理进行提纯，节约了提纯成本。另外，将由上述方法制备得到的CuSbS/ZnS量子点发光材料应用于所述发光太阳能聚光装置，大大提高了光电转换效率。

附图说明