近红外下转换发光材料相关专利综述

黄轲轲

（国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心 江苏 苏州 215010）

近红外下转换发光材料相关专利综述

黄轲轲

（国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心 江苏 苏州 215010）

随着基于硅太阳能电池光伏行业的迅猛发展，通过配合使用近红外下转换材料来提高硅基太阳能电池的效率的是十分常见的技术。同时，近红外下转换材料在照明、显示等许多领域也具有良好的应用前景。近红外下转换发光材料的研究不断深入，相关专利申请也不断增加。本文通过检索、统计、分析近红外下转换发光材料及其制备方法相关专利申请文件，获取了该领域专利申请概况，分类概况了近红外下转换发光材料。

近红外；下转换；制备；专利

1 引言

近年，随着人们对能源问题和环境问题的日益关注，开发清洁、可再生的新能源成为炙手可热的话题，太阳能由于清洁环保、利用价值高、并且取之不尽用之不竭，而被人们寄予厚望。基于硅太阳能电池的光伏行业更是得到迅猛发展。太阳能电池主要部分是平面形PN结，它的基本原理是光电效应，即当入射光子的能量大于半导体的禁带宽度时，半导体将吸收光子并产生一对电子-空穴对，电子和空穴在PN结内电场的作用下分离，向两极输运，使半导体在P型和N型两端形成电势差，接到外电路后形成电流[1]。由它的原理可知，并非所有的光能都能被转换成电能。因此，太阳能电池目前的问题就是效率较低。于是，如何提高太阳能电池效率是一个亟需解决的问题。通过近红外下转换材料提高硅基太阳能电池的效率的理念就在此时应运而生。

近红外下转换发光材料的不断深入研究，相关专利申请也不断增加，为了更全面的了解近红外下转换发光材料的研究进展以及相关专利申请状况，本文对近红外下转换发光材料相关专利进行了总结。

2 近红外下转换发光材料专利的技术分析

近红外下转换发光材料根据激活剂可分为单激活剂材料、双激活剂材料以及多激活剂材料。

（1）单激活剂材料

单激活剂材料就是一种激活剂离子掺杂的材料，被激发时，激活剂能吸收一个高能量的光子，跃迁到高能级，返回基态时，放出两个低能量的光子。主要包括Pr、Yb、Nd、Er、Tm、Ho等单掺杂。具体专利包括：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）双激活剂材料和多激活剂材料

单激活剂材料中激活剂离子对激发光的吸收率较低，进而影响了材料的发光效率。在研究过程中，研究人员发现使用多种激活剂（两种及两种以上）对材料掺杂可以显著提高光的吸收效率，进而对多种激活剂掺杂材料进行了大量的研究。

多种激活剂掺杂的材料一般可分为双激活剂材料和多激活剂材料，材料含有两种或两种以上激活剂离子，其中一个或一个以上稀土离子作为敏化剂离子，另一个离子作为激活剂离子，激发时，敏化剂离子吸收能量，然后将能量传递给激活剂离子，然后激活剂离子被激发，跃迁到高能级，返回基态时，放出两个低能量的光子。主要包括Yb同Ce、Pr、Nd、Eu、Tb、Dy、Ho、Er或Tm共掺。经过对现有专利申请的统计和分析，上述二类近红外下转换发光材料的申请情况如下：

双 激 活 剂 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 剂 材 料：CN101702070A；CN102329082A；CN101928564A；CN102977880A。

3 总结及展望

近红外下转换材料可以显著提高硅基太阳能电池的效率，在照明、显示等许多领域具有良好的应用前景。本文综述了近红外下转换材料的专利申请状况，对现有材料进行了归类和总结。本文有助于研究人员进一步了解近红外下转换发光材料技术，为下一步的研究提供参考，以及对该领域的专利申请进行了解，方便专利的申请。

虽然，近红外下转换发光材料已经取得了较好的进展，但是，目前的专利申请主要关注一些新材料的研发和制备，而没有对材料的应用作进一步的研究。科研人员在继续研发新的更高效的材料，还应该重点关注两个方面：（1）对现有产品的改进，例如通过包覆来对材料进行修饰提高材料的性能、与其它材料配合使用等；（2）加大对材料的实际应用的研究，尽快的将材料应用到工业产品中，例如太阳能电池中的应用。

[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

TB34 【文献标识码】A 【文章编号】1009-5624（2018）02-0001-02