[发明专利]一种能源转换三层复合器件及其制备方法

权利要求书

1.一种能源转换三层复合器件，其特征在于，包括：上转换材料、光电子通路和光阴极；

其中，所述上转换材料为掺杂稀土离子Er³⁺,Yb³⁺的NaYF₄薄膜，其用于实现红外吸收，荧光辐射；所述光电子通路为AZO薄膜，其用于创建电子迁移通道，提高光电化学能源转换材料的电子产率；所述光阴极为Cu₂O薄膜，其用于生成还原性电子；

所述掺杂稀土离子Er³⁺,Yb³⁺的NaYF₄薄膜的厚度为400nm-500nm；

所述掺杂稀土离子Er³⁺,Yb³⁺的NaYF₄薄膜的红外光波长为980nm；

所述AZO薄膜的厚度为100nm-250nm；

所述掺杂稀土离子Er³⁺,Yb³⁺的NaYF₄薄膜中Yb³⁺离子为敏化剂，其吸收红外光的电子跃迁过程为：Yb³⁺基态²F_7/2吸收980nm光子后跃迁到激发态²H_9/2，之后又非辐射跃迁回到基态²F_7/2，同时以声子的形式传递能量；

或所述掺杂稀土离子Er³⁺,Yb³⁺的NaYF₄薄膜中Er³⁺离子为激活剂，其吸收红外光的电子跃迁过程为：Er³⁺基态⁴I_15/2声子跃迁到激发态⁴S_3/2，²H_11/2，后由激发态⁴S_3/2和²H_11/2跃迁回基态⁴I_15/2同时荧光辐射；

所述AZO薄膜对545nm可见光的透光率为85％，方阻为20Ω。

2.一种如权利要求1所述的能源转换三层复合器件的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：在导电基底上制备掺杂稀土离子Er³⁺,Yb³⁺的NaYF₄薄膜；然后在NaYF₄薄膜上生长一层AZO薄膜，得NaYF₄/AZO复合薄膜；最后在NaYF₄/AZO复合薄膜上生长一层Cu₂O薄膜，得能源转换三层复合器件。