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하향변환 나노형광체, 이의 제조방법 및 이를 이용한 발광형 태양광 집광 장치

  • 기술번호 : KST2021012635
  • 담당센터 : 서울동부기술혁신센터
  • 전화번호 : 02-2155-3662
요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 개시는 하향변환 나노형광체, 이의 제조방법 및 이를 이용한 발광형 태양광 집광장치(Luminescent Solar Concentrator, LSC)에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 하향변환 나노형광체는 NaYF4 나노결정에 네오디뮴(Nd) 및 이터븀(Yb)이 도핑된 코어를 포함하고, 이에 더하여 상기 코어를 둘러싸는 네오디뮴(Nd)-도핑된 결정질 쉘을 더 포함하거나, 또는 이에 더하여 상기 결정질 쉘을 둘러싸는 NaYF4 결정질 쉘을 더 포함함으로써, 700 내지 900 nm 파장 대역의 근적외선을 효율적으로 흡수하여 950 내지 1050 nm 파장 대역의 근적외선을 효율적으로 발광할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 하향변환 나노형광체는 크기가 60 nm를 초과하지 않기 때문에 투명한 LSC 필름 제작에 용이하며, 근적외선 변환 효율이 높은 투명 태양전지 모듈을 구현할 수 있다.
Int. CL C09K 11/08 (2006.01.01) C09K 11/77 (2006.01.01) C09K 11/02 (2006.01.01) C08J 5/18 (2006.01.01) H01L 31/0392 (2006.01.01) B82Y 20/00 (2017.01.01)
CPC C09K 11/0827(2013.01) C09K 11/7757(2013.01) C09K 11/02(2013.01) C08J 5/18(2013.01) H01L 31/0392(2013.01) B82Y 20/00(2013.01)
출원번호/일자 1020200048566 (2020.04.22)
출원인 한국과학기술연구원
등록번호/일자
공개번호/일자 10-2021-0130411 (2021.11.01) 문서열기
공고번호/일자
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 공개
심사진행상태 수리
심판사항
구분 국내출원/신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2020.04.22)
심사청구항수 19

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국과학기술연구원 대한민국 서울특별시 성북구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 장호성 서울특별시 성북구
2 고형덕 서울특별시 성북구
3 강구민 서울특별시 성북구
4 조소혜 서울특별시 성북구
5 이승용 서울특별시 성북구
6 홍아라 서울특별시 성북구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 김 순 영 대한민국 서울특별시 종로구 종로*길 **, **층 케이씨엘특허법률사무소 (수송동, 석탄회관빌딩)
2 김영철 대한민국 서울특별시 종로구 종로*길 **, **층 케이씨엘특허법률사무소 (수송동, 석탄회관빌딩)

최종권리자

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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application
2020.04.22 수리 (Accepted) 1-1-2020-0413483-87
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search
2020.07.13 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
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번호 청구항
1 1
하기 화학식 1로 표시되는, Nd3+ 및 Yb3+가 도핑된 불화물계 나노입자를 포함하는 코어를 포함하는, 하향변환 나노형광체:[화학식 1]NaY1-x-yF4:Nd3+x,Yb3+y(상기 화학식 1에서, x는 0
2 2
제1항에 있어서,하기 화학식 2로 표시되는, Nd3+가 도핑된 불화물계 결정질 화합물을 포함하는 활성쉘을 더 포함하며,상기 활성쉘이 상기 코어를 감싸는 코어-쉘 구조를 갖는 것을 특징으로 하는, 하향변환 나노형광체:[화학식 2]NaY1-pF4:Nd3+p(상기 화학식 2에서, p는 0003c#p≤0
3 3
제2항에 있어서,NaYF4 나노결정을 포함하는 비활성쉘을 더 포함하며,상기 비활성쉘이 상기 활성쉘을 감싸는 코어-쉘-쉘 구조를 갖는 것을 특징으로 하는, 하향변환 나노형광체
4 4
제1항에 있어서,상기 코어의 크기는 1 내지 30 nm 범위를 갖는 것을 특징으로 하는, 하향변환 나노형광체
5 5
제1항에 있어서,상기 코어는 육방정계 구조인 것을 특징으로 하는, 하향변환 나노형광체
6 6
제3항에 있어서,상기 코어-쉘-쉘 구조를 갖는 나노형광체의 크기는 2 내지 60 nm 범위를 갖는 것을 특징으로 하는, 하향변환 나노형광체
7 7
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,상기 하향변환 나노형광체는 육방정계 구조인 것을 특징으로 하는, 하향변환 나노형광체
8 8
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,상기 하향변환 나노형광체는 700 내지 900 nm 파장 대역의 근적외선을 흡수하고 950 내지 1050 nm 파장 대역의 근적외선을 발광하는, 하향변환 발광특성을 갖는 것을 특징으로 하는, 하향변환 나노형광체
9 9
제8항에 있어서,상기 Nd3+가 700 내지 900 nm 파장 대역의 근적외선을 흡수하고, 상기 Yb3+가 950 내지 1050 nm 파장 대역의 근적외선을 발광하는 것을 특징으로 하는, 하향변환 나노형광체
10 10
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 하향변환 나노형광체를 포함하는, 투명 고분자 복합체
11 11
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 하향변환 나노형광체를 포함하는, 발광형 태양광 집광장치(Luminescent Solar Concentrator, LSC)
12 12
제11항에 있어서,상기 발광형 태양광 집광장치는 투명한 필름(film) 형태인 것을 특징으로 하는, 발광형 태양광 집광장치
13 13
(1) 이트륨(Y) 화합물, 네오디뮴(Nd) 화합물, 이터븀(Yb) 화합물, 올레산(oleic acid) 및 1-옥타데센(1-octadecene)을 혼합 후 가열하여 란탄족 착화합물을 포함하는 제1 혼합용액을 제조하는 단계;(2) 상기 제1 혼합용액을, 나트륨(Na) 화합물, 불소(F) 화합물 및 알코올의 혼합 용액과 혼합하여 제1 반응용액을 제조하는 단계; 및(3) 상기 제1 반응용액에서 알코올을 제거한 다음 열처리하여 육방정계 구조의 하기 화학식 1로 표시되는 Nd3+ 및 Yb3+가 도핑된 불화물계 나노입자를 형성하는 단계를 포함하는, 투명 발광형 태양광 집광장치(Transparent Luminescent Solar Concentrator, TLSC)용 하향변환 나노형광체의 제조방법:[화학식 1]NaY1-x-yF4:Nd3+x,Yb3+y(상기 화학식 1에서, x는 0
14 14
제13항에 있어서,(4) 이트륨 화합물 및 네오디뮴 화합물, 올레산 및 1-옥타데센을 혼합 후 가열하여 란탄족 착화합물을 포함하는 제2 혼합용액을 제조하는 단계;(5) 상기 제2 혼합용액을 상기 단계 (3)에서 제조된 화학식 1로 표시되는 나노입자를 포함하는 용액과 혼합한 다음, 나트륨 화합물, 불소 화합물 및 알코올의 혼합 용액과 혼합하여 제2 반응용액을 제조하는 단계; 및(6) 상기 제2 반응용액에서 알코올을 제거한 후 열처리하여, 상기 화학식 1로 표시되는 나노입자를 포함하는 코어의 표면 상에 하기 화학식 2로 표시되는 Nd3+가 도핑된 불화물계 결정질 화합물을 포함하는 활성쉘을 형성하여, 코어-쉘 구조의 나노형광체를 합성하는 단계를 더 포함하는, TLSC용 하향변환 나노형광체의 제조방법:[화학식 2]NaY1-pF4:Nd3+p(상기 화학식 2에서, p는 0003c#p≤0
15 15
제14항에 있어서,(7) 이트륨 화합물, 올레산 및 1-옥타데센을 혼합 및 가열하여 제3 혼합용액을 제조하는 단계;(8) 상기 제3 혼합용액을 상기 단계 (6)에서 제조된 상기 코어 및 상기 활성쉘을 포함하는 용액과 혼합한 다음, 나트륨 화합물, 불소 화합물 및 알코올의 혼합 용액과 혼합하여 제3 반응용액을 제조하는 단계; 및(9) 상기 제3 반응용액에서 알코올을 제거한 후 열처리하여 상기 활성쉘의 표면 상에 NaYF4 나노결정을 포함하는 비활성쉘을 형성하여, 코어-쉘-쉘 구조의 나노형광체를 합성하는 단계를 더 포함하는, TLSC용 하향변환 나노형광체의 제조방법
16 16
제13항에 있어서,상기 이터븀 화합물은 염화이터븀 수화물(YbCl3·6H2O), 이터븀 아세테이트(Yb(CH3COO)3), 염화이터븀(YbCl3) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는, TLSC용 하향변환 나노형광체의 제조방법
17 17
제13항 또는 제14항에 있어서,상기 네오디뮴 화합물은 염화네오디뮴 수화물(NdCl3·6H2O), 네오디뮴 아세테이트(Nd(CH3COO)3), 염화네오디뮴(NdCl3) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는, TLSC용 하향변환 나노형광체의 제조방법
18 18
제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,상기 이트륨 화합물은 염화이트륨 수화물(YCl3·6H2O), 이트륨 아세테이트(Y(CH3COO)3), 염화이트륨(YCl3) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고,상기 알코올은 C1-C4의 저가 알코올로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는, TLSC용 하향변환 나노형광체의 제조방법
19 19
제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,상기 단계 (3), (6) 및 (9)에서의 열처리는 200 내지 400 ℃에서 10분 내지 200분 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는, TLSC용 하향변환 나노형광체의 제조방법
지정국 정보가 없습니다
패밀리정보가 없습니다
순번, 연구부처, 주관기관, 연구사업, 연구과제의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 국가R&D 연구정보 정보 표입니다.
순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 산업통상자원부 고려대학교산학협력단 신재생에너지핵심기술개발(R&D) 확장이 용이한 투명태양전지 플랫폼 개발
2 과학기술정보통신부 한국과학기술연구원 개인기초연구(과기정통부)(R&D) 형광이미징 적용을 위한 공부활제 제어 기반 고효율 업컨버전 나노형광체 개발