一种有机太阳能电池抗紫外辐照层玻璃及其制备方法转让专利
申请号 : CN202110367577.6
文献号 : CN113072300B
文献日 : 2022-06-07
发明人 : 乔旭升 , 李鹏程 , 樊先平 , 刘芷谕 , 胡天
申请人 : 浙江大学
摘要 :
本发明公开了一种有机太阳能电池抗紫外辐照层玻璃及其制备方法，其组分摩尔百分比计为：SiO2(20～40％)、B2O3(36～48％)、Al2O3(12～16％)、BaO(3～4％)、AgNO3(9～12％)，采用高温熔融、成型、低温退火三步法制备。本发明制备的玻璃具有紫外波段吸收系数大、蓝绿光波段宽谱荧光效率高、可见透过率高和物理化学性能稳定的优良特性，可以制成片状玻璃用作有机太阳能电池抗紫外辐照层和下转换光谱转换材料，用于将太阳光谱中的紫外光调制成可见光，可有效解决有机太阳能电池的耐紫外辐照性差和紫外区利用率低的问题，从而提高有机太阳能电池光电转换效率。
权利要求 :
1.一种有机太阳能电池抗紫外辐照层玻璃，其特征在于，按摩尔百分比计，具有如下组成：SiO2 20～40％；
B2O3 36～48％；
Al2O3 12～16％；
BaO 3～4％；
Ag 9～12％。
2.根据权利要求1所述的有机太阳能电池抗紫外辐照层玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将SiO2、H3BO3、Al2O3、BaCO3和AgNO3粉末原料按摩尔百分比混合均匀，于空气气氛中
1400～1425℃下熔融45～55分钟；
(2)将步骤(1)制得的熔融液倒入温度为250～300℃的模具中成型后，得到玻璃块材；
(3)将步骤(2)制得的玻璃块材从模具中取出，于空气气氛中300～350℃下保温退火18～24小时，经过平面磨削、用酒精抛光后，制成片状玻璃。
说明书 :
一种有机太阳能电池抗紫外辐照层玻璃及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种贵金属掺杂透明无机玻璃及制备方法，尤其涉及一种有机太阳能电池抗紫外辐照层玻璃及其制备方法。
背景技术
[0002] 有机太阳电池具有成本低、重量轻、效率高等优点，有望取代传统的硅太阳能电池，开发拥有高效且性能稳定的有机太阳能电池具有重大的战略意义。然而，有机太阳能电池对太阳光谱的紫外波段利用率低下，大大阻碍了光电转换效率的提高；且有机活性层容易受到紫外光子的降解作用，导致活性下降，从而影响有机太阳能电池的光电转换效率稳定性。因此，如何获得高的有机太阳能电池光电转换效率的关键就在于如何提高有机太阳能电池对太阳光谱紫外波段的利用率以及如何提高有机太阳能电池在紫外辐照下的稳定性。
发明内容
[0003] 本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种有机太阳能电池抗紫外辐照层玻璃及其制备方法。
[0004] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种有机太阳能电池抗紫外辐照层玻璃，它的组分和摩尔百分比如下：
[0005]
[0006] 进一步地，本发明还提供了所述的有机太阳能电池抗紫外辐照层玻璃的制备方法，其步骤如下：
[0007] (1)将SiO2、H3BO3、Al2O3、BaCO3和AgNO3粉末原料按摩尔百分比混合均匀，于空气气氛中1400～1425℃下熔融45～55分钟；
[0008] (2)将步骤(1)制得的熔融液倒入温度为250～300℃的模具中成型后，得到玻璃块材；
[0009] (3)将步骤(2)制得的玻璃块材从模具中取出，于空气气氛中300～350℃下保温退火18～24小时，经过平面磨削、用酒精抛光后，制成片状玻璃。
[0010] 本发明的有益效果：本发明玻璃中适量的氧化物SiO2能保证氧化物玻璃具有良好‑的物理化学稳定性；大量氧化物B2O3的引入，形成的非电荷平衡的硼氧四面体[BO4]有助于+ 2+ +
玻璃中形成大量Ag ，降低玻璃熔体的熔融温度；适量加入的氧化物BaO中阳离子Ba 与Ag+ 0 +
竞争带有非平衡电荷的多面体邻近位置，从而能促进Ag还原为Ag ，进而与Ag 聚集形成银n+ n+
量子团簇[Agm] ；同时，通过控制AgNO3的引入量，可以达到控制[Agm] 聚合度m值的目的；
适量的氧化物Al2O3的加入能增加氧化物玻璃的耐水化学稳定性，并在玻璃网络中生成非电‑ n+
荷平衡的铝氧四面体[AlO4] ，起到调控[Agm] 荷电数n值的作用。随着引入多种非电荷平衡n+
或带有非桥氧的多面体，能有效调控[Agm] 的荷电数n值，从而能有效抑制玻璃中不带电荷的银颗粒的析出，保证玻璃在可见区透光率达90％以上。同时，本发明所述的抗紫外辐照层玻璃能高效吸收紫外光子，将其转换成蓝绿光波段的宽谱荧光，发光量子效率可达90％及以上。因此，本发明所述的玻璃对紫外光子耐辐照性高，可有效阻止紫外光子降解有机太阳能电池中的有机活性物质，再利用光谱转换特性将紫外光子转换成可见光子，增加有机太阳能电池对可见光子的利用率，进一步提升光电转换效率。此外，本发明玻璃所有的组分均为无机物，具有良好的机械稳定性和物理化学稳定性。
玻璃中形成大量Ag ，降低玻璃熔体的熔融温度；适量加入的氧化物BaO中阳离子Ba 与Ag+ 0 +
竞争带有非平衡电荷的多面体邻近位置，从而能促进Ag还原为Ag ，进而与Ag 聚集形成银n+ n+
量子团簇[Agm] ；同时，通过控制AgNO3的引入量，可以达到控制[Agm] 聚合度m值的目的；
适量的氧化物Al2O3的加入能增加氧化物玻璃的耐水化学稳定性，并在玻璃网络中生成非电‑ n+
荷平衡的铝氧四面体[AlO4] ，起到调控[Agm] 荷电数n值的作用。随着引入多种非电荷平衡n+
或带有非桥氧的多面体，能有效调控[Agm] 的荷电数n值，从而能有效抑制玻璃中不带电荷的银颗粒的析出，保证玻璃在可见区透光率达90％以上。同时，本发明所述的抗紫外辐照层玻璃能高效吸收紫外光子，将其转换成蓝绿光波段的宽谱荧光，发光量子效率可达90％及以上。因此，本发明所述的玻璃对紫外光子耐辐照性高，可有效阻止紫外光子降解有机太阳能电池中的有机活性物质，再利用光谱转换特性将紫外光子转换成可见光子，增加有机太阳能电池对可见光子的利用率，进一步提升光电转换效率。此外，本发明玻璃所有的组分均为无机物，具有良好的机械稳定性和物理化学稳定性。
附图说明
[0011] 图1是实施例1的有机太阳能电池抗紫外辐照层玻璃的XRD图谱图；
[0012] 图2是实施例1的有机太阳能电池抗紫外辐照层玻璃的DTA曲线图；
[0013] 图3是实施例1的有机太阳能电池抗紫外辐照层玻璃的透过光谱图；
[0014] 图4是实施例1的有机太阳能电池抗紫外辐照层玻璃的STEM‑EDX银元素面扫描照片图；
[0015] 图5是实施例1的有机太阳能电池抗紫外辐照层玻璃的荧光光谱图，图中曲线(A)为监控发射波长为408nm的激发光谱图，图中曲线(B)为监控激发波长为341nm的发射光谱图。
具体实施方式
[0016] 在无机玻璃中，银有三种存在形式，分别为银离子(Ag+)、银量子团簇([Agm]n+)和n+银纳米颗粒(Ag NPs)。银量子团簇([Agm] )，是一种新型的纳米材料，具有优异的光谱学、n+ + 0
电学和化学特性。[Agm] 带有荷电量n，由几个到数百个Ag 和银原子(Ag)构成，可视作n个+ 0 n+
Ag和(m‑n)个Ag团聚而成，尺寸在纳米级别。[Agm] 的电子能级不连续，能级之间的跃迁可n+
产生强的紫外光吸收和可见光发射，具有宽谱荧光和高效率的优点。因此，[Agm] 在光谱转换、生物传感、能源和催化领域均具有重要的应用前景。利用无机玻璃中大量带有负电荷或n+
非桥氧的多面体和适量阳离子作为[Agm] 的配体环境，不仅能有效稳定高化学活性的n+
[Agm] 且调控其聚合度m值及荷电量n值，而且制备工艺简单、无毒无污染。因此，利用含n+
[Agm] 硼铝氧网络无机玻璃作为有机太阳能电池的光谱转换材料，可有效吸收紫外光子，n+
阻止紫外光子对有机活性物质的降解作用；利用[Agm] 宽谱荧光特性，将紫外光子转换为可见光子，增加有机太阳能电池对可见光子的利用率，从而进一步提升有机太阳能电池光电转换效率。
电学和化学特性。[Agm] 带有荷电量n，由几个到数百个Ag 和银原子(Ag)构成，可视作n个+ 0 n+
Ag和(m‑n)个Ag团聚而成，尺寸在纳米级别。[Agm] 的电子能级不连续，能级之间的跃迁可n+
产生强的紫外光吸收和可见光发射，具有宽谱荧光和高效率的优点。因此，[Agm] 在光谱转换、生物传感、能源和催化领域均具有重要的应用前景。利用无机玻璃中大量带有负电荷或n+
非桥氧的多面体和适量阳离子作为[Agm] 的配体环境，不仅能有效稳定高化学活性的n+
[Agm] 且调控其聚合度m值及荷电量n值，而且制备工艺简单、无毒无污染。因此，利用含n+
[Agm] 硼铝氧网络无机玻璃作为有机太阳能电池的光谱转换材料，可有效吸收紫外光子，n+
阻止紫外光子对有机活性物质的降解作用；利用[Agm] 宽谱荧光特性，将紫外光子转换为可见光子，增加有机太阳能电池对可见光子的利用率，从而进一步提升有机太阳能电池光电转换效率。
[0017] Ag NPs则全部由Ag0构成，具有比[Agm]n+高的聚合度和低的荷电量，尺寸大于[Agm]n+。本发明所述的有机太阳能电池抗紫外辐照层玻璃中需要抑制Ag NPs的形成，这主要是因为Ag NPs不会产生荧光发射，反而会在蓝绿波段发生表面等离子共振(SPR)，从而影响无机玻璃蓝绿波段荧光高效发射和可见区透过率。在本发明所述的有机太阳能电池抗紫外辐照层
2+ + + 0 + 0
玻璃中：通过引入少量Ba 可适当降低Ag的溶解度，促进Ag 被还原为Ag ，进而Ag、Ag聚集n+ ‑ ‑
形成低聚合度的[Agm] ；同时，形成荷负电的硼氧四面体[BO4]、铝氧四面体[AlO4] 和非桥n+
氧，可稳定作为电荷补偿剂的[Agm] 带少量正电荷，能有效抑制Ag NPs的形成。采用上述两个策略，本发明能够制备得到兼具紫外波段大吸收系数和可见波段高发光效率的无机透明玻璃。
2+ + + 0 + 0
玻璃中：通过引入少量Ba 可适当降低Ag的溶解度，促进Ag 被还原为Ag ，进而Ag、Ag聚集n+ ‑ ‑
形成低聚合度的[Agm] ；同时，形成荷负电的硼氧四面体[BO4]、铝氧四面体[AlO4] 和非桥n+
氧，可稳定作为电荷补偿剂的[Agm] 带少量正电荷，能有效抑制Ag NPs的形成。采用上述两个策略，本发明能够制备得到兼具紫外波段大吸收系数和可见波段高发光效率的无机透明玻璃。
[0018] 本发明所制备的无机玻璃网络中，由于银量子团簇的尺寸在分子尺度，即亚纳米量级，同时空间分布均匀，所以最终得到的玻璃具有高的可见光透过率，不会影响有机太阳能电池可见波段的光伏性能。
[0019] 本发明采用无机玻璃网络中，由于采用了经典的碱土硼铝硅酸盐体系，不仅可以n+有效稳定[Agm] 的荧光特性和尺寸均一性、有效抑制Ag NPs的形成，还能提高玻璃基体的物理化学稳定性和耐热性。
[0020] 因此，本发明所述的玻璃耐紫外辐照稳定性高，能够有效吸收紫外光子并高效转换为可见蓝绿波段的宽谱荧光，同时还具备高可见区透过率以及优良的耐水性、耐热性，可以制成片状玻璃用作下转换光谱转换材料，用于调制太阳光谱，可有效解决有机太阳能电池的耐紫外辐照性差和紫外区利用率低的问题，从而提高有机太阳能电池光电转换效率。
[0021] 实施例1：
[0022] 按组成40SiO2‑36B2O3‑12Al2O3‑3BaO‑9Ag摩尔百分比计算SiO2、H3BO3、Al2O3、BaCO3、AgNO3的重量百分比，并按比例称取各原料；将SiO2、H3BO3、Al2O3、BaCO3和AgNO3原料粉末在玛瑙研钵中混合均匀后，将混合粉末转移至刚玉坩埚中，在空气气氛中与1425℃下熔融55分钟；将熔融液倾倒在温度为300℃的模具中成型；将成型的玻璃块材从模具中取出，于空气气氛中350℃下保温退火24小时，经过平面磨削、抛光后，制成片状透明玻璃。
[0023] 对得到的片状透明玻璃进行测试。XRD分析表明，该玻璃样品为非晶相，如图1所示。DTA分析表明，该玻璃的玻璃转变温度位于486.12℃，析晶峰值温度位于779.08℃，如图2所示。透过光谱表示玻璃在可见波段(380～800nm)平均透过率在90％以上，如图3所示。利用STEM‑EDX对银元素的面扫描分析表明，在本实施例的银量子团簇掺杂无机透明玻璃中，分布大量纳米级别的银量子团簇，大小均一，如图4所示。荧光光谱表明无机透明玻璃中银量子团簇具有在紫外波段(250～360nm)的宽谱激发带，监控的发射波长为408nm；银量子团簇具有在可见波段(380～550nm)的宽谱发射带，监控的激发波长为341nm，如图5所示。利用积分球和荧光光谱测试，测试得到本实施例透明无机玻璃的荧光量子效率可达95.56％。利用粉末滴定法，测试得到本实施例的玻璃水解等级为3级，具有良好的耐水化学稳定性。利用含有本实施例的有机太阳能电池在紫外灯下进行光电转换效率稳定性测试，同时使用含有普通石英玻璃的有机太阳能电池作为对照组，测试得到含有本实施例的有机太阳能电池紫外灯光照下持续照射10h后，光电转换效率仍然保持初始效率的80％；含有普通石英玻璃的有机太阳能电池的光电转换效率已降为初始效率的70％以下。
[0024] 因此，本发明实施例的有机太阳能电池抗紫外辐照层玻璃具有紫外波段吸收系数大、蓝绿光波段宽谱荧光效率高、可见透过率高和物理化学性能稳定的优良特性，可以制成片状玻璃用作有机太阳能电池抗紫外辐照层和下转换光谱转换材料，用于将太阳光谱中的紫外光调制成可见光，可有效解决有机太阳能电池的耐紫外辐照性能差和紫外区利用率低的问题，从而提高有机太阳能电池光电转换效率。
[0025] 实施例2：
[0026] 按组成38SiO2‑37.2B2O3‑12.4Al2O3‑3.1BaO‑9.3Ag摩尔百分比计算SiO2、H3BO3、Al2O3、BaCO3、AgNO3的重量百分比，并按比例称取各原料；将SiO2、H3BO3、Al2O3、BaCO3和AgNO3原料粉末在玛瑙研钵中混合均匀后，将混合粉末转移至刚玉坩埚中，在空气气氛中与1422℃下熔融53分钟；将熔融液倾倒在温度为280℃的模具中成型；将成型的玻璃块材从模具中取出，于空气气氛中335℃下保温退火23小时，经过平面磨削、抛光后，制成片状透明玻璃。
[0027] 对得到的片状透明玻璃进行测试。XRD分析表明，该玻璃样品为非晶相。DTA分析表明，该玻璃的玻璃转变温度位于483.77℃，析晶峰值温度位于760.54℃。透过光谱表示玻璃在可见波段(380～800nm)平均透过率在90％以上。利用STEM‑EDX对银元素的面扫描分析表明，在本实施例的银量子团簇掺杂无机透明玻璃中，分布大量纳米级别的银量子团簇，大小均一。荧光光谱表明无机透明玻璃中银量子团簇具有在紫外波段(250～360nm)的宽谱激发带，监控的发射波长为410nm；银量子团簇具有在可见波段(380～550nm)的宽谱发射带，监控的激发波长为341nm。利用积分球和荧光光谱测试，测试得到本实施例透明无机玻璃的荧光量子效率可达91.27％。利用粉末滴定法，测试得到本实施例的玻璃水解等级为3级，具有良好的耐水化学稳定性。利用含有本实施例的有机太阳能电池在紫外灯下进行光电转换效率稳定性测试，同时使用含有普通石英玻璃的有机太阳能电池作为对照组，测试得到含有本实施例的有机太阳能电池紫外灯光照下持续照射10h后，光电转换效率仍然保持初始效率的83％；含有普通石英玻璃的有机太阳能电池的光电转换效率已降为初始效率的70％以下。
[0028] 因此，本发明实施例的有机太阳能电池抗紫外辐照层玻璃具有紫外波段吸收系数大、蓝绿光波段宽谱荧光效率高、可见透过率高和物理化学性能稳定的优良特性，可以制成片状玻璃用作有机太阳能电池抗紫外辐照层和下转换光谱转换材料，用于将太阳光谱中的紫外光调制成可见光，可有效解决有机太阳能电池的耐紫外辐照性能差和紫外区利用率低的问题，从而提高有机太阳能电池光电转换效率。
[0029] 实施例3：
[0030] 按组成32SiO2‑40.8B2O3‑13.6Al2O3‑3.4BaO‑10.2Ag摩尔百分比计算SiO2、H3BO3、Al2O3、BaCO3、AgNO3的重量百分比，并按比例称取各原料；将SiO2、H3BO3、Al2O3、BaCO3和AgNO3原料粉末在玛瑙研钵中混合均匀后，将混合粉末转移至刚玉坩埚中，在空气气氛中与1418℃下熔融50分钟；将熔融液倾倒在温度为250℃的模具中成型；将成型的玻璃块材从模具中取出，于空气气氛中300℃下保温退火22小时，经过平面磨削、抛光后，制成片状透明玻璃。
[0031] 对得到的片状透明玻璃进行测试。XRD分析表明，该玻璃样品为非晶相。DTA分析表明，该玻璃的玻璃转变温度位于484.53℃，析晶峰值温度位于748.73℃。透过光谱表示玻璃在可见波段(380～800nm)平均透过率在90％以上。利用STEM‑EDX对银元素的面扫描分析表明，在本实施例的银量子团簇掺杂无机透明玻璃中，分布大量纳米级别的银量子团簇，大小均一。荧光光谱表明无机透明玻璃中银量子团簇具有在紫外波段(250～360nm)的宽谱激发带，监控的发射波长为412nm；银量子团簇具有在可见波段(380～550nm)的宽谱发射带，监控的激发波长为341nm。利用积分球和荧光光谱测试，测试得到本实施例透明无机玻璃的荧光量子效率可达91.68％。利用粉末滴定法，测试得到本实施例的玻璃水解等级为3级，具有良好的耐水化学稳定性。利用含有本实施例的有机太阳能电池在紫外灯下进行光电转换效率稳定性测试，同时使用含有普通石英玻璃的有机太阳能电池作为对照组，测试得到含有本实施例的有机太阳能电池紫外灯光照下持续照射10h后，光电转换效率仍然保持初始效率的81％；含有普通石英玻璃的有机太阳能电池的光电转换效率已降为初始效率的70％以下。
[0032] 因此，本发明实施例的有机太阳能电池抗紫外辐照层玻璃具有紫外波段吸收系数大、蓝绿光波段宽谱荧光效率高、可见透过率高和物理化学性能稳定的优良特性，可以制成片状玻璃用作有机太阳能电池抗紫外辐照层和下转换光谱转换材料，用于将太阳光谱中的紫外光调制成可见光，可有效解决有机太阳能电池的耐紫外辐照性能差和紫外区利用率低的问题，从而提高有机太阳能电池光电转换效率。
[0033] 实施例4：
[0034] 按组成30SiO2‑42B2O3‑14Al2O3‑3.5BaO‑10.5Ag摩尔百分比计算SiO2、H3BO3、Al2O3、BaCO3、AgNO3的重量百分比，并按比例称取各原料；将SiO2、H3BO3、Al2O3、BaCO3和AgNO3原料粉末在玛瑙研钵中混合均匀后，将混合粉末转移至刚玉坩埚中，在空气气氛中与1415℃下熔融50分钟；将熔融液倾倒在温度为260℃的模具中成型；将成型的玻璃块材从模具中取出，于空气气氛中320℃下保温退火22小时，经过平面磨削、抛光后，制成片状透明玻璃。
[0035] 对得到的片状透明玻璃进行测试。XRD分析表明，该玻璃样品为非晶相。DTA分析表明，该玻璃的玻璃转变温度位于488.93℃，析晶峰值温度位于736.96℃。透过光谱表示玻璃在可见波段(380～800nm)平均透过率在90％以上。利用STEM‑EDX对银元素的面扫描分析表明，在本实施例的银量子团簇掺杂无机透明玻璃中，分布大量纳米级别的银量子团簇，大小均一。荧光光谱表明无机透明玻璃中银量子团簇具有在紫外波段(250～360nm)的宽谱激发带，监控的发射波长为418nm；银量子团簇具有在可见波段(380～550nm)的宽谱发射带，监控的激发波长为341nm。利用积分球和荧光光谱测试，测试得到本实施例透明无机玻璃的荧光量子效率可达93.83％。利用粉末滴定法，测试得到本实施例的玻璃水解等级为3级，具有良好的耐水化学稳定性。利用含有本实施例的有机太阳能电池在紫外灯下进行光电转换效率稳定性测试，同时使用含有普通石英玻璃的有机太阳能电池作为对照组，测试得到含有本实施例的有机太阳能电池紫外灯光照下持续照射10h后，光电转换效率仍然保持初始效率的80％；含有普通石英玻璃的有机太阳能电池的光电转换效率已降为初始效率的70％以下。
[0036] 因此，本发明实施例的有机太阳能电池抗紫外辐照层玻璃具有紫外波段吸收系数大、蓝绿光波段宽谱荧光效率高、可见透过率高和物理化学性能稳定的优良特性，可以制成片状玻璃用作有机太阳能电池抗紫外辐照层和下转换光谱转换材料，用于将太阳光谱中的紫外光调制成可见光，可有效解决有机太阳能电池的耐紫外辐照性能差和紫外区利用率低的问题，从而提高有机太阳能电池光电转换效率。
[0037] 实施例5：
[0038] 按组成25SiO2‑45B2O3‑15Al2O3‑3.75BaO‑11.25Ag摩尔百分比计算SiO2、H3BO3、Al2O3、BaCO3、AgNO3的重量百分比，并按比例称取各原料；将SiO2、H3BO3、Al2O3、BaCO3和AgNO3原料粉末在玛瑙研钵中混合均匀后，将混合粉末转移至刚玉坩埚中，在空气气氛中与1412℃下熔融50分钟；将熔融液倾倒在温度为250℃的模具中成型；将成型的玻璃块材从模具中取出，于空气气氛中310℃下保温退火21小时，经过平面磨削、抛光后，制成片状透明玻璃。
[0039] 对得到的片状透明玻璃进行测试。XRD分析表明，该玻璃样品为非晶相。DTA分析表明，该玻璃的玻璃转变温度位于492.38℃，析晶峰值温度位于721.68℃。透过光谱表示玻璃在可见波段(380～800nm)平均透过率在90％以上。利用STEM‑EDX对银元素的面扫描分析表明，在本实施例的银量子团簇掺杂无机透明玻璃中，分布大量纳米级别的银量子团簇，大小均一。荧光光谱表明无机透明玻璃中银量子团簇具有在紫外波段(250～360nm)的宽谱激发带，监控的发射波长为419nm；银量子团簇具有在可见波段(380～550nm)的宽谱发射带，监控的激发波长为343nm。利用积分球和荧光光谱测试，测试得到本实施例透明无机玻璃的荧光量子效率可达93.92％。利用粉末滴定法，测试得到本实施例的玻璃水解等级为3级，具有良好的耐水化学稳定性。利用含有本实施例的有机太阳能电池在紫外灯下进行光电转换效率稳定性测试，同时使用含有普通石英玻璃的有机太阳能电池作为对照组，测试得到含有本实施例的有机太阳能电池紫外灯光照下持续照射10h后，光电转换效率仍然保持初始效率的80％；含有普通石英玻璃的有机太阳能电池的光电转换效率已降为初始效率的70％以下。
[0040] 因此，本发明实施例的有机太阳能电池抗紫外辐照层玻璃具有紫外波段吸收系数大、蓝绿光波段宽谱荧光效率高、可见透过率高和物理化学性能稳定的优良特性，可以制成片状玻璃用作有机太阳能电池抗紫外辐照层和下转换光谱转换材料，用于将太阳光谱中的紫外光调制成可见光，可有效解决有机太阳能电池的耐紫外辐照性能差和紫外区利用率低的问题，从而提高有机太阳能电池光电转换效率。
[0041] 实施例6：
[0042] 按组成22SiO2‑46.8B2O3‑15.6Al2O3‑3.9BaO‑11.7Ag摩尔百分比计算SiO2、H3BO3、Al2O3、BaCO3、AgNO3的重量百分比，并按比例称取各原料；将SiO2、H3BO3、Al2O3、BaCO3和AgNO3原料粉末在玛瑙研钵中混合均匀后，将混合粉末转移至刚玉坩埚中，在空气气氛中与1410℃下熔融45分钟；将熔融液倾倒在温度为250℃的模具中成型；将成型的玻璃块材从模具中取出，于空气气氛中300℃下保温退火22小时，经过平面磨削、抛光后，制成片状透明玻璃。
[0043] 对得到的片状透明玻璃进行测试。XRD分析表明，该玻璃样品为非晶相。DTA分析表明，该玻璃的玻璃转变温度位于496.24℃，析晶峰值温度位于708.12℃。透过光谱表示玻璃在可见波段(380～800nm)平均透过率在90％以上。利用STEM‑EDX对银元素的面扫描分析表明，在本实施例的银量子团簇掺杂无机透明玻璃中，分布大量纳米级别的银量子团簇，大小均一。荧光光谱表明无机透明玻璃中银量子团簇具有在紫外波段(250～360nm)的宽谱激发带，监控的发射波长为421nm；银量子团簇具有在可见波段(380～550nm)的宽谱发射带，监控的激发波长为345nm。利用积分球和荧光光谱测试，测试得到本实施例透明无机玻璃的荧光量子效率可达92.27％。利用粉末滴定法，测试得到本实施例的玻璃水解等级为3级，具有良好的耐水化学稳定性。利用含有本实施例的有机太阳能电池在紫外灯下进行光电转换效率稳定性测试，同时使用含有普通石英玻璃的有机太阳能电池作为对照组，测试得到含有本实施例的有机太阳能电池紫外灯光照下持续照射10h后，光电转换效率仍然保持初始效率的80％；含有普通石英玻璃的有机太阳能电池的光电转换效率已降为初始效率的70％以下。
[0044] 因此，本发明实施例的有机太阳能电池抗紫外辐照层玻璃具有紫外波段吸收系数大、蓝绿光波段宽谱荧光效率高、可见透过率高和物理化学性能稳定的优良特性，可以制成片状玻璃用作有机太阳能电池抗紫外辐照层和下转换光谱转换材料，用于将太阳光谱中的紫外光调制成可见光，可有效解决有机太阳能电池的耐紫外辐照性能差和紫外区利用率低的问题，从而提高有机太阳能电池光电转换效率。
[0045] 实施例7：
[0046] 按组成20SiO2‑48B2O3‑16Al2O3‑4BaO‑12Ag摩尔百分比计算SiO2、H3BO3、Al2O3、BaCO3、AgNO3的重量百分比，并按比例称取各原料；将SiO2、H3BO3、Al2O3、BaCO3和AgNO3原料粉末在玛瑙研钵中混合均匀后，将混合粉末转移至刚玉坩埚中，在空气气氛中与1400℃下熔融45分钟；将熔融液倾倒在温度为250℃的模具中成型；将成型的玻璃块材从模具中取出，于空气气氛中300℃下保温退火18小时，经过平面磨削、抛光后，制成片状透明玻璃。
[0047] 对得到的片状透明玻璃进行测试。XRD分析表明，该玻璃样品为非晶相。DTA分析表明，该玻璃的玻璃转变温度位于491.15℃，析晶峰值温度位于694.88℃。透过光谱表示玻璃在可见波段(380～800nm)平均透过率在90％以上。利用STEM‑EDX对银元素的面扫描分析表明，在本实施例的银量子团簇掺杂无机透明玻璃中，分布大量纳米级别的银量子团簇，大小均一。荧光光谱表明无机透明玻璃中银量子团簇具有在紫外波段(250～360nm)的宽谱激发带，监控的发射波长为422nm；银量子团簇具有在可见波段(380～550nm)的宽谱发射带，监控的激发波长为346nm。利用积分球和荧光光谱测试，测试得到本实施例透明无机玻璃的荧光量子效率可达90.74％。利用粉末滴定法，测试得到本实施例的玻璃水解等级为3级，具有良好的耐水化学稳定性。利用含有本实施例的有机太阳能电池在紫外灯下进行光电转换效率稳定性测试，同时使用含有普通石英玻璃的有机太阳能电池作为对照组，测试得到含有本实施例的有机太阳能电池紫外灯光照下持续照射10h后，光电转换效率仍然保持初始效率的85％；含有普通石英玻璃的有机太阳能电池的光电转换效率已降为初始效率的70％以下。
[0048] 因此，本发明实施例的有机太阳能电池抗紫外辐照层玻璃具有紫外波段吸收系数大、蓝绿光波段宽谱荧光效率高、可见透过率高和物理化学性能稳定的优良特性，可以制成片状玻璃用作有机太阳能电池抗紫外辐照层和下转换光谱转换材料，用于将太阳光谱中的紫外光调制成可见光，可有效解决有机太阳能电池的耐紫外辐照性能差和紫外区利用率低的问题，从而提高有机太阳能电池光电转换效率。
[0049] 上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。