稀土離子摻雜能量轉(zhuǎn)換薄膜材料的制備及應(yīng)用研究.pdf

1、社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速的發(fā)展，消耗的能源日益增多，并且資源短缺，環(huán)境污染帶來(lái)了一系列新的問(wèn)題，所以材料的研究開始向著新型能源和再生能源快速發(fā)展。最近幾年稀土摻雜能量轉(zhuǎn)換薄膜在新能源領(lǐng)域受到了廣泛關(guān)注。由于薄膜材料與太陽(yáng)能電池結(jié)合方式簡(jiǎn)單，摻雜均勻，基于薄膜基質(zhì)的稀土摻雜成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。我們利用稀土摻雜能量轉(zhuǎn)換的薄膜，與太陽(yáng)能電池簡(jiǎn)單結(jié)合，從而拓寬電池在不同光區(qū)的光譜響應(yīng)。本論文以稀土材料為基礎(chǔ)，對(duì)薄膜材料進(jìn)行摻雜并研究薄膜的光學(xué)性質(zhì)并進(jìn)行系

2、統(tǒng)研究。具體工作如下：
　　我們利用新穎的超聲噴霧熱解法，在不同退火溫度下制備了稀土Er3+，Yb3+共摻雜ZnO薄膜。對(duì)不同的退火溫度下薄膜的表面形貌和結(jié)晶程度進(jìn)行系統(tǒng)的研究。通過(guò)薄膜的光譜測(cè)試發(fā)現(xiàn)我們制備的Er3+，Yb3+共摻雜的ZnO薄膜具有上轉(zhuǎn)換效應(yīng)，能將紅外光轉(zhuǎn)換為非晶硅太陽(yáng)能電池可以吸收的可見光。我們還發(fā)現(xiàn)，引入薄膜的非晶硅太陽(yáng)能電池在980nm激光器激發(fā)下能產(chǎn)生內(nèi)光電效應(yīng)。
　　研究了透明能量轉(zhuǎn)換TiO2薄膜

3、的制備，通過(guò)溶膠凝膠法對(duì)樣品進(jìn)行不同稀土離子的摻雜，發(fā)現(xiàn)Er3+,Yb3+摻雜的和Tm3+，Yb3+摻雜的TiO2薄膜具有熒光效應(yīng)，均具有將紅外光轉(zhuǎn)變成可見光的能力。通過(guò)XRD發(fā)現(xiàn)隨著退火溫度的提高，薄膜的結(jié)晶度增強(qiáng)，不同稀土摻雜的TiO2薄膜的透明度很高，在可見光區(qū)透過(guò)率基本都保持在80％以上，是一種品質(zhì)優(yōu)良的光學(xué)薄膜。
　　采用高溫裂解的方式，從三氟乙酸稀土鹽中制備了小尺寸NaGdF4:12%Er3+@NaGdF4:10%Er