一种基于CuGaS2/ZnS核壳量子点的太阳能聚光板

技术领域

本发明涉及一种基于CuGaS

背景技术

随着现代化的发展,全球能源需求量也在逐年递增，科学家们一直致力于开发新材料和新技术来解决日益紧张的能源危机；而太阳能是目前最充足的清洁能源，如何高效地低成本地将太阳能直接转变成可以直接利用的能源也一直人们研究的难点。传统的基于硅材料光伏产能，由于其成本较高而受限，目前还无法与主流的化石能源产能相竞争。而近些年近些年基于染料敏化剂，半导体纳米晶，导电聚合物，钙钛矿材料等新型光伏技术的光电转换效率和稳定性一直在提高，但是光电转换效率仍不高，无法与硅光伏技术相比。

太阳能聚光板(luminescent solar concentrator；LSC)是一种低成本的光伏产能技术，是一种通过发光材料在吸收入射到板上的太阳光子之后发出荧光光子，由于有机玻璃板和空气折射率的差别，荧光光子有很大一部分会进入全反射模式进而汇聚到板的边缘，用于激发耦合在板边缘处的太阳能电池，从而实现光电转换的发光器件。一般这样一小块荧光型聚光板加上耦合在边缘处太阳能电池所产生的功能等同于一整块大面积的太阳能电池，而聚光板主要由极少量的发光材料及廉价的有机玻璃材料等组成，因此，聚光板能有效地降低光伏产能的成本；同时荧光材料的发射峰位可以更好地和光伏电池最高输出功率波段匹配，避免光伏材料过热，延长电池寿命。此外，聚光板还可以集装在大面积建筑物中，如半透明窗户等实现自身供能。

查阅文献可知，在众多发光材料中，量子点由于易于合成，宽吸收光谱，大的吸收截面，尺寸依赖的吸收发射光谱，相较于发光燃料来说具有更好的光化学稳定性等优势，近些年来在聚光板中有很多应用；如铅基镉基量子点(PbS,CdS)，钙钛矿量子点等，但是考虑到环境友好问题，一直寻找可以替代或减少重金属的使用，所以关于铜基三元量子点一直是研究的热点。目前，已有CuInS

发明内容

本发明的目的在于，提供一种基于CuGaS

所述的太阳能聚光板由CuGaS

所述的CuGaS

所述的CuGaS

所述的CuGaS

为了验证上述太阳能聚光板是否真正实现了一定的光学效率，本发明采用的验证技术方案为：

利用稳态吸收和荧光光谱，获得不同金属前驱体化学计量比 (CuI/GaI

在本发明中太阳能聚光板主要利用CuGaS

附图说明

图1为量子点太阳能聚光板示意图。

图2为不同金属前驱体的化学计量比(Cu/Ga)的紫外-可见吸收光谱(虚线)和荧光光谱(实现)。(a)CuI/GaI

图3为不同浓度CuGaS

图4为不同浓度CuGaS

具体实施方式

本发明通过实施例和附图做进一步的说明。

实施例

本实施例所述一种基于CuGaS

合成CuGaS

具体过程为：1.制备(Cu:Ga＝1/3)的样品：称取0.167mmol CuI 和0.5mmol GaI

2.制备(Cu:Ga＝1/8)的CuGaS

3.然后将制备好的并分散于正己烷溶液中的量子点溶液用注射器灌入聚光板石英玻璃光学槽中，如图1所示。

制备获得的太阳能聚光板光学效率，需利用光学检测手段与理论计算结合予以验证，验证检测主要从以下三个方面进行：

(1)CuGaS

利用稳态吸收和荧光光谱检测手段，对Cu/Ga＝1/3和1/8的 CuGaS

(2)基于不同浓度CuGaS

本发明利用积分球和光纤光谱仪来测试LSC荧光光谱，采用365 nm光激发LSC样品，测量了五种不同量子点浓度下的荧光强度(发射强度比上吸收强度得η

(3)计算不同浓度CuGaS

表1

η

(内部光学效率)，η

五种不同浓度CuGaS

本发明涉及一种基于CuGaS

综上所述，本发明的这种基于CuGaS