[发明专利]一种铬掺杂氧化铝光致发光材料的水热制备方法

说明书

本发明属于荧光集光太阳能光伏器件光致发光材料的制备技术领域，提供一种铬掺杂氧化铝光致发光材料的水热制备方法，用以解决现有光致发光材料的制备方法无法精确控制掺杂比例、反应时间长、能耗高的缺陷。本发明首先分别将铝源和铬源分散在KOH溶液中，搅拌得到溶液A和溶液B；然后在30～40℃的恒温环境下，将溶液B加入到溶液A中，搅拌得到混合液；并将混合液装入反应釜中，升温至200～280℃，水热反应0.5h～6h；最后过滤、水洗、干燥，得到铬掺杂氧化铝粉体。本发明制备工艺简单、烧结温度低、能耗低、产率高、且能够精确控制铬掺杂的比例；制得铬掺杂氧化铝光致发光材料结晶度较好、产品纯度高、颗粒尺寸小且均匀性好，但合成温度大幅下降。

技术领域

本发明属于荧光集光太阳能光伏器件光致发光材料的制备技术领域，具体涉及铬掺杂氧化铝光致发光材料的水热制备方法。

背景技术

荧光集光太阳能光伏器件作为一种能有效降低光伏系统成本，适用于光伏建筑一体化的技术，近年来备受关注。荧光集光太阳能光伏器件的概念最早由Weber和Lambe在1976年提出，随后研究人员在上世纪年代报道了一系列有关LSC的工作；近年来，随着各种新型荧光材料的开发及新型的提出，LSC的效率又有了较大提高。荧光集光太阳能光伏器件由荧光材料、透明光波导介质及太阳能电池三部分组成，将荧光材料均勾分散在平板透明介质中(如平板玻璃)或涂覆于透明介质表面，在侧面耦合太阳能电池，即可组成；荧光材料吸收入射太阳光后重新发出荧光，小于全反射临界角的荧光逃逸出透明介质，形成一个逃逸光锥，而大于临界角的荧光则会产生全反射，被约束在透明介质内，经过多次全反射到达侧面的太阳能电池，以实现将大面积的太阳光聚集到小面积太阳能电池上的目的。

当今，光致发光材料按激活剂的不同主要分为以下几类：稀土金属离子掺杂的发光材料、过渡金属离子掺杂的发光材料、其它离子掺杂的发光材料，这些材料促进了国民经济的发展，它们在照明光源、彩色电视、计算机、现代通信、测量技术、医疗设备、工业交通、航空航天及国防军事等许多领域中都有极其重要的应用；其中，过渡金属离子掺杂的发光材料因为原料廉价等优点尤为令人关注。

目前制备光致发光材料的方法主要是高温固相烧结法，沉淀法，燃烧法等，这些方法虽然工艺简单，但是也存在着很多不足，如能耗高，易结块等；这些缺点在很大程度上限制了光致发光材料的推广和应用。因此，探索设计一种低能耗且简单易行的方法来制备具有准确配比的铬掺杂氧化铝光致发光材料显得尤为重要；而水热法作为一种无机材料常用的制备方法，制得的粉体晶粒发育完整、粒度分布均匀，可以得到理想化学计量组成的材料，合成温度低、能耗小、节约生产成本，同时可避免在煅烧过程中晶粒的团聚、长大、容易混入杂质及金属源高温挥发等缺点；但是，水热法用于合成铬掺杂氧化铝光致发光材料却从未公开。基于此，本发明提供一种铬掺杂氧化铝光致发光材料的水热制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铬掺杂氧化铝光致发光材料的水热制备方法，用以解决现有光致发光材料的制备方法无法精确控制掺杂比例、反应时间长、能耗高的缺陷；本发明采用水热法制备铬掺杂氧化铝光致发光材料，工艺简单且更节能高效。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种铬掺杂氧化铝光致发光材料的水热制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、将铝源分散在KOH溶液中，搅拌混合使其成为均匀的溶液A；

步骤2、将铬源分散到KOH溶液中，搅拌混合使其成为均匀的溶液B；其中，铬源中铬元素与所述铝源中铝元素的质量比为Cr：Al＝x:1，其中0.1％≤x≤0.9％；

步骤3、在30～40℃的恒温环境下，将溶液B加入到溶液A中，搅拌0.5h～lh后得到混合液；

步骤4、将混合液装入聚四氟乙烯内衬的反应釜中，升温至200～280℃，水热反应0.5h～6h，反应完全后取出反应釜，使其自然冷却；