JP2017025304A - 波長変換ナノ粒子及びその製造方法、波長変換ナノ粒子を含んだ溶液 - Google Patents
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Abstract
Description
以下、本発明の第1実施形態について図に基づいて説明する。本実施形態に係る波長変換ナノ粒子は、例えば太陽電池を構成するガラス表面に塗布されることで入射光の波長を所定の波長に変換することにより当該太陽電池の効率を向上させる等の用途に使用される。
本実施形態では、第1実施形態で示された波長変換ナノ粒子10が液体に分散・拡散した状態になっている。このように、本実施形態では、波長変換ナノ粒子10は溶液として取り扱われる。液体が水の場合、波長変換ナノ粒子10は水溶液の状態で取り扱われる。
上記の実施形態で示された波長変換ナノ粒子10の構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本発明を実現できる他の構成とすることもできる。例えば、上記で示した波長変換ナノ粒子10の製造条件は一例であり、他の条件で製造しても構わない。
12 シェル部
15 最表面
20、21、23、24 イオン源
22、25、26 混合液
Claims (19)
- 励起光を吸収することによって励起状態を発生させるコア部(11)と、
前記コア部(11)を覆うと共に、前記励起状態のコア部(11)からのエネルギー移動に伴ってバンドギャップエネルギーに対応した波長の光を発生させる発光源としてのイオンを含んでおり、さらに最表面(15)に水溶性配位子が配置されたシェル部(12)と、
を備えていることを特徴とする波長変換ナノ粒子。 - 前記コア部(11)及び前記シェル部(12)は、半導体材料によって構成されていることを特徴とする請求項1に記載の波長変換ナノ粒子。
- 前記コア部(11)及び前記シェル部(12)は、Zn原子を含んで構成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の波長変換ナノ粒子。
- 前記コア部(11)はZnSeを主成分として構成され、前記シェル部(12)はZnSを主成分として構成されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の波長変換ナノ粒子。
- S/Se比は、16以上86以下であることを特徴とする請求項4に記載の波長変換ナノ粒子。
- S/Se比は、46以上76以下であることを特徴とする請求項4に記載の波長変換ナノ粒子。
- 前記発光源としてのイオンは、Mnイオンであることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1つに記載の波長変換ナノ粒子。
- 前記発光源の発光スペクトルのピークが2.12eVよりも低エネルギー側に現れることを特徴とする請求項7に記載の波長変換ナノ粒子。
- 前記発光源の発光スペクトルのピークが2.10eVよりも低エネルギー側に現れることを特徴とする請求項7に記載の波長変換ナノ粒子。
- 前記発光源の発光スペクトルのピークが2.06eVよりも高エネルギー側に現れることを特徴とする請求項7ないし9のいずれか1つに記載の波長変換ナノ粒子。
- 請求項1ないし10のいずれか1つに記載の波長変換ナノ粒子を含んだ溶液。
- 前記発光源としてのイオンはMnイオンであり、前記発光源の発光スペクトルのピークが2.12eVよりも低エネルギー側に現れることを特徴とする請求項11に記載の波長変換ナノ粒子を含んだ溶液。
- 前記発光源としてのイオンはMnイオンであり、前記発光源の発光スペクトルのピークが2.10eVよりも低エネルギー側に現れることを特徴とする請求項11に記載の波長変換ナノ粒子を含んだ溶液。
- 前記発光源としてのイオンはMnイオンであり、前記発光源の発光スペクトルのピークが2.06eVよりも高エネルギー側に現れることを特徴とする請求項11ないし13のいずれか1つに記載の波長変換ナノ粒子を含んだ溶液。
- 励起光を吸収することによって励起状態を発生させるコア部(11)と、
前記コア部(11)を覆うと共に、前記励起状態のコア部(11)からのエネルギー移動に伴ってバンドギャップエネルギーに対応した波長の光を発生させる発光源としてのイオンを含んでおり、さらに最表面(15)に水溶性配位子が配置されたシェル部(12)と、
を備えた波長変換ナノ粒子の製造方法であって、
前記コア部(11)の原料となるイオン源(20、21)を、前記水溶性配位子としてN−アセチル−L−システインを含んだ水溶液中で混合する第1混合工程と、
前記第1混合工程で得られた第1混合液(22)のpHを調整する調整工程と、
前記調整工程で得られた前記第1混合液(22)を加熱することで前記第1混合液(22)中に前記コア部(11)を形成する第1加熱工程と、
前記第1混合液(22)に前記シェル部(12)の原料となるイオン源(23)及び前記発光源としてのイオンを含んだイオン源(24)を混合する第2混合工程と、
前記第2混合工程で得られた第2混合液(25)を加熱することで前記シェル部(12)の一部を形成する第2加熱工程と、
前記第2加熱工程後の前記第2混合液(25)に前記シェル部(12)の原料となるイオン源(23)を混合する第3混合工程と、
前記第3混合工程で得られた第3混合液(26)を加熱することで前記シェル部(12)の一部を形成する第3加熱工程と、
を含んでいることを特徴とする波長変換ナノ粒子の製造方法。 - 前記第1混合工程では、前記コア部(11)の原料となるイオン源(20、21)として、Znと前記N−アセチル−L−システインとを1:4.8のモル比で含む水溶液を用い、
前記第2混合工程では、前記発光源としてのイオンを含んだイオン源(24)として、Mnと前記N−アセチル−L−システインとを1:1のモル比で含む水溶液を用いることを特徴とする請求項15に記載の波長変換ナノ粒子の製造方法。 - 前記第2加熱工程及び前記第3加熱工程では、前記加熱としてマイクロ波加熱を行うことを特徴とする請求項15または16に記載の波長変換ナノ粒子の製造方法。
- 前記第1加熱工程では、加熱温度が150℃〜200℃であり、
前記第2加熱工程及び前記第3加熱工程では、加熱温度が80℃〜140℃であることを特徴とする請求項15ないし17のいずれか1つに記載の波長変換ナノ粒子の製造方法。 - 前記第1加熱工程、前記第2加熱工程、及び前記第3加熱工程では、加熱時のpHが6〜8であることを特徴とする請求項15ないし18のいずれか1つに記載の波長変換ナノ粒子の製造方法。
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