[发明专利]一种碲酸盐玻璃基质下转换材料及制备方法

摘要

本发明提供了一种可实现光下转化、优化摩尔配比为（80‑x%TeO2‑20%ZnO‑x%Na2O0.5%RE3+‑y%Yb3+(RE=Pr,Tb,Ho,Tm等)的稀土离子共掺碲酸盐玻璃基质近红外光下转换材料及其制备方法（x%和y%为掺入基质材料中的稀土离子的摩尔百分比，并且5≤x≤20，0<y）。本发明所得下转换材料，能被紫外‑可见光有效激发而发射出带宽为940‑1080nm的近红外光，能被晶体硅太阳能电池板有效吸收利用。下转换过程使因紫外载流子热效应能量损失减小，从而提高了太阳能电池利用率。该材料制备具有熔点低、成本低、容易制得，并且该材料能量转化效率高。

主权项

一种近红外光下转换材料的方法，所述下转换材料的摩尔配比为60%TeO2‑20%ZnO‑20%Na2O：0.5%Tb3+‑y%Yb3+，其中y=0,3,10,15；包括如下步骤：1)按60%TeO2‑20%ZnO‑20%Na2O：0.5%Tb3+‑y%Yb3+，其中y=0,3,10,15组分，精确称量纯度均为99.99%的各原料，其中Na2O由Na2CO3引入，将原料分别置于玛瑙研钵中混合研磨至均匀后移入干燥刚玉坩埚；2)将步骤1）得到的混合物放入马弗炉，在温度900~1000℃空气气氛下熔制；除湿阶段，由室温缓慢升温至T1=600℃，升温时间为1‑2小时；熔融阶段，在第一阶段基础上，设置半小时的斜坡温度，升至T2=900~1000℃，并恒温保持半小时；3）成型及退火处理：将步骤2）得到的熔融物迅速取出马弗炉并浇注于预热320℃的铜质模具上，随后在玻璃化温度附近330℃下的马弗炉中退火6小时，自然冷却至室温，得到结构稳定的透明玻璃，即得到该下转换玻璃材料；4）热处理结晶过程：在晶化温度Tx=430℃下保持10小时，缓慢降至室温得到微晶玻璃，即得到所述下转换材料。