[发明专利]一种将红外光变为可见光的自清洁薄膜的制备方法

说明书

本发明公开一种将红外光变为可见光的自清洁薄膜的制备方法，将钛酸正丁酯、乙酰丙酮、异丙醇混合搅拌、调节pH值后，加入Er源、Yb源、Li源后超声、静置，然后在基体表面镀膜，将镀膜进行热处理后得到红外光变为可见光的自清洁薄膜；本发明薄膜通过上转换效应将红外光转换为可见光，扩大光谱吸收范围，同时还具有自清洁功能。

技术领域

本发明属于能源与环境领域，具体涉及到一种将红外光变为可见光的自清洁薄膜的制备方法。

背景技术

上转换发光是利用稀土的阶梯状能级顺序吸收多个光子，把低能量光子转化为高能量光子发射的过程。上转换发光已经覆盖了蓝绿红所有的可见光波长范围。上转换纳米材料将在红外量子计数器、防伪标记、发光二极管、彩色激光显示、高密度光存储、及蓝绿波段上转换激光器等各个领域都有着广阔的应用发展前景。现今，上转换发光材料的研究主要集中在高发光效率的氟化物材料上，由于其发光效率高，在生物医学等领域被广泛应用。但其化学稳定性差，在许多领域不得被应用。因此，寻找化学稳定性高且发光效率高的基质材料成为研究的主要方向。由二氧化钛作为基质材料，解决了氟化物稳定性差的缺点，但上转换发光效率却低于氟化物的基质材料，因此，研究提高二氧化钛为基质的上转换纳米材料发光效率将得到研究者们的进一步重视，且研究其发光理论和实际应用的意义重大。

太阳能电池玻璃板、汽车车窗玻璃、眼镜镜片等玻璃体的光转化、自清洁问题也是亟待解决的问题，比如太阳能电池玻璃板，由于新能源刚刚开始推广，技术还不够成熟。现在硅晶片太阳电池的正常的光谱响应主要集中在300nm~1100nm波长之间，且波长大于约900nm时电池量子效率急剧下降，即红外光能利用率低，且紫外光因能量太高无法利用，大部分能量以热能形式散失。故将上转换发光技术应用至太阳能领域的问题具有很高的研究价值，其次传统的太阳能光伏组件其表面会积存大量灰尘及各类污染物，灰尘降落到盖板玻璃表面，遮挡了光线的照射，使得部分入射光线传播光路发生了变化，西班牙Ciudad大学的教授M.C.Alonson和J.M.Ruiz等人对灰尘对发电影响做了实验研究，并且从而提出了电池板匹配系数，得知当电池板被灰尘遮挡50%时，最理想的情况下会损失19%的功率，全部被灰尘遮挡时，功率损失将达到79%。而国内华北电力大学的张利教授做的实验研究表明，在50W多晶硅光伏电池在不同灰尘下运行情况做了研究，试验表明当遮挡的面积超过一半时候，开路电压和短路电流都降到原来数值的3%，输出功率的数值仅仅为原来的0.1%，与此同时，光伏电站设备清洁难度较大，存在的问题较多，清洁过程中存在安全隐患，操作困难，清洁维护工作效率低，周期长，清洁所需费用较高，清洁后保持干净的时间短，还会给组件造成损坏。故而，如何降低灰尘影响，如何提高玻璃本身自清洁能力是目前亟需解决的问题。

发明内容

本发明提供一种将红外光变为可见光的自清洁薄膜的制备方法，包括如下步骤：

（1）将钛酸正丁酯、乙酰丙酮、异丙醇按照摩尔比为3:1:60-80的比例混合得到A液，加入磁转子后放置于磁力搅拌器上搅拌30-40min；

（2）调节步骤（1）A液的pH值为2-3后磁力搅拌20-30min得到B液；

（3）将Er源、Yb源、Li源加入步骤（2）的B液中，磁力搅拌1-1.5h，直至完全溶解，得到C液即制备好了Er³⁺/Yb³⁺/Li⁺掺杂的TiO₂溶胶；

（4）将步骤（3）的C液放入超声波清洗器中，超声振荡30-40min，取出静置10-14h得到D液；

（5）将步骤（4）的D液超声分散20-30min后在基体表面进行镀膜；

（6）将步骤（5）镀膜的基体放入马弗炉，从室温开始升温至500-550℃，保温2-2.5h，自然冷却后取出，在基体上得到红外光变为可见光的自清洁薄膜。

步骤（2）采用稀硝酸调节pH值。