近紅外下轉換發光材料相關專利綜述

黃軻軻

（國家知識產權局專利局專利審查協作江蘇中心 江蘇 蘇州 215010）

近紅外下轉換發光材料相關專利綜述

黃軻軻

（國家知識產權局專利局專利審查協作江蘇中心 江蘇 蘇州 215010）

隨著基于硅太陽能電池光伏行業的迅猛發展，通過配合使用近紅外下轉換材料來提高硅基太陽能電池的效率的是十分常見的技術。同時，近紅外下轉換材料在照明、顯示等許多領域也具有良好的應用前景。近紅外下轉換發光材料的研究不斷深入，相關專利申請也不斷增加。本文通過檢索、統計、分析近紅外下轉換發光材料及其制備方法相關專利申請文件，獲取了該領域專利申請概況，分類概況了近紅外下轉換發光材料。

近紅外；下轉換；制備；專利

1 引言

近年，隨著人們對能源問題和環境問題的日益關注，開發清潔、可再生的新能源成為炙手可熱的話題，太陽能由于清潔環保、利用價值高、并且取之不盡用之不竭，而被人們寄予厚望。基于硅太陽能電池的光伏行業更是得到迅猛發展。太陽能電池主要部分是平面形PN結，它的基本原理是光電效應，即當入射光子的能量大于半導體的禁帶寬度時，半導體將吸收光子并產生一對電子-空穴對，電子和空穴在PN結內電場的作用下分離，向兩極輸運，使半導體在P型和N型兩端形成電勢差，接到外電路后形成電流[1]。由它的原理可知，并非所有的光能都能被轉換成電能。因此，太陽能電池目前的問題就是效率較低。于是，如何提高太陽能電池效率是一個亟需解決的問題。通過近紅外下轉換材料提高硅基太陽能電池的效率的理念就在此時應運而生。

近紅外下轉換發光材料的不斷深入研究，相關專利申請也不斷增加，為了更全面的了解近紅外下轉換發光材料的研究進展以及相關專利申請狀況，本文對近紅外下轉換發光材料相關專利進行了總結。

2 近紅外下轉換發光材料專利的技術分析

近紅外下轉換發光材料根據激活劑可分為單激活劑材料、雙激活劑材料以及多激活劑材料。

（1）單激活劑材料

單激活劑材料就是一種激活劑離子摻雜的材料，被激發時，激活劑能吸收一個高能量的光子，躍遷到高能級，返回基態時，放出兩個低能量的光子。主要包括Pr、Yb、Nd、Er、Tm、Ho等單摻雜。具體專利包括：CN100999663A；CN102321476A；CN102569515A；C N103094394A；C N103194231A；C N103214183A；C N103311326A；C N103361061A；C N103421489A；C N103849388A；C N104004519A；C N104164236A；CN104560041A；CN104263368A；US2003089889A1。

（2）雙激活劑材料和多激活劑材料

單激活劑材料中激活劑離子對激發光的吸收率較低，進而影響了材料的發光效率。在研究過程中，研究人員發現使用多種激活劑（兩種及兩種以上）對材料摻雜可以顯著提高光的吸收效率，進而對多種激活劑摻雜材料進行了大量的研究。

多種激活劑摻雜的材料一般可分為雙激活劑材料和多激活劑材料，材料含有兩種或兩種以上激活劑離子，其中一個或一個以上稀土離子作為敏化劑離子，另一個離子作為激活劑離子，激發時，敏化劑離子吸收能量，然后將能量傳遞給激活劑離子，然后激活劑離子被激發，躍遷到高能級，返回基態時，放出兩個低能量的光子。主要包括Yb同Ce、Pr、Nd、Eu、Tb、Dy、Ho、Er或Tm共摻。經過對現有專利申請的統計和分析，上述二類近紅外下轉換發光材料的申請情況如下：

雙 激 活 劑 材 料：CN101353229A；CN101618945A；C N101857374A；C N101628811A；C N101702070A；C N101767931A；C N102329082A；C N102424750A；C N102491643A；C N102515550A；C N102517012A；C N102585811A；C N102618285A；C N102719251A；C N102817076A；C N102992630A；C N103094394A；C N103113892A；C N103215038A；C N103224792A；C N103421508A；C N103757700A；C N103865538A；C N103865540A；C N104342754A；C N104403671A；CN101007946A；WO2015025297A1；US2003089889A1；US2008041106A1。

多 激 活 劑 材 料：CN101702070A；CN102329082A；CN101928564A；CN102977880A。

3 總結及展望

近紅外下轉換材料可以顯著提高硅基太陽能電池的效率，在照明、顯示等許多領域具有良好的應用前景。本文綜述了近紅外下轉換材料的專利申請狀況，對現有材料進行了歸類和總結。本文有助于研究人員進一步了解近紅外下轉換發光材料技術，為下一步的研究提供參考，以及對該領域的專利申請進行了解，方便專利的申請。

雖然，近紅外下轉換發光材料已經取得了較好的進展，但是，目前的專利申請主要關注一些新材料的研發和制備，而沒有對材料的應用作進一步的研究。科研人員在繼續研發新的更高效的材料，還應該重點關注兩個方面：（1）對現有產品的改進，例如通過包覆來對材料進行修飾提高材料的性能、與其它材料配合使用等；（2）加大對材料的實際應用的研究，盡快的將材料應用到工業產品中，例如太陽能電池中的應用。

[1] Dennler G,Sariciftci S N.Flexible conjugated polymerbased plastic solar cells:frombasics to applications[J].Proceedings of the IEEE,2005,93(8):1429-1431.

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Huang Keke.
Patent Review Collaboration Jiangsu Center, State Intellectual Property Office Patent Office,Jiangsu Province, Suzhou 2150 10, China.

With the rapid development of photovoltaic industry, it is very common to improve the efficiency of siliconbased solar cells by cooperating with near-infrared conversion materials. At the same time, the near-infrared conversion materials have good prospects in many fields such as lighting and display. In the near infrared, the study of luminescent materials has been deepened and the related patent applications have been increased. In this paper, the general situation of near-infrared conversion of luminescent materials is reviewed by means of retrieval, statistics, analysis of near-infrared conversion luminescence materials and their preparation and other related patent application documents.

Near infrared;Preparation;Patent

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