稀土摻雜的上轉(zhuǎn)換發(fā)光薄膜材料制備及應(yīng)用.pdf

1、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也伴隨著能源的不斷消耗。近年來，自然資源短缺，能源危機(jī)，環(huán)境污染等問題的不斷加劇，發(fā)光材料研究重點也逐漸向生物，清潔能源方向轉(zhuǎn)變。太陽能做為清潔可持續(xù)綠色能源的之一而受到人們的廣泛關(guān)注，而通常太陽能電池材料，如二氧化鈦、氧化亞銅、氧化鋅、碘氧化鉍等，因為其禁帶寬度大而不能利用太陽光中的近紅外光，我們可以利用稀土離子上轉(zhuǎn)換發(fā)光特點，與半導(dǎo)體材料結(jié)合，拓展太陽能電池的響應(yīng)范圍。本文就是在上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料及上轉(zhuǎn)換發(fā)光與半導(dǎo)體材料復(fù)合，

2、實現(xiàn)近紅外光響應(yīng)的復(fù)合薄膜電池方面開展了相關(guān)研究。
　　薄膜電池在太陽能電池成本減少上具有一定的優(yōu)勢，而電沉積法制備薄膜因為成本低，可曲面生長，條件溫和、易控制等特點，有利于實現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)。本論文在電化學(xué)法制備材料的基礎(chǔ)上，結(jié)合太陽能電池應(yīng)用需求及待解決的問題，針對性的進(jìn)行了相關(guān)研究，提出了一些觀點，并進(jìn)行了初步的應(yīng)用探索，具體包括如下五部分:
　　1、采用陰極電沉積法和后續(xù)熱處理制備了Yb3+-Er3+共摻雜的的氧化

3、釔薄膜，并討論了該薄膜在980 nm激光器激發(fā)下的上轉(zhuǎn)換發(fā)光性能，對電沉積的相關(guān)參數(shù)，溫度、濃度、時間、等進(jìn)行優(yōu)化，找到最優(yōu)的上轉(zhuǎn)換紅光薄膜Y2O3∶3％Yb3+-1％Er3+的制備條件。
　　2、我們采用陽極電沉積技術(shù)首次合成了Yb3+-Tm3+共摻雜NaYF4薄膜，并通過XRD，TG-TDA，SEM對薄膜進(jìn)行表征，對影響薄膜光學(xué)性能進(jìn)行研究。在980 nm激光器激發(fā)下，該薄膜內(nèi)由Yb3+吸收980 nm光子能量，傳能給Tm3+

4、，Tm3+產(chǎn)生強(qiáng)烈上轉(zhuǎn)換發(fā)光
　　3、利用電化學(xué)法和離子交換法相結(jié)合，制備出(Y2O3∶ Yb3+-Er3+)/Bi2S3復(fù)合薄膜，Y2O3∶ Yb3+-Er3+薄膜在980 nm激光器激發(fā)上轉(zhuǎn)換產(chǎn)生可見光，然后被Bi2S3納米顆粒吸收，最后產(chǎn)生光電流。并在溶液體系內(nèi)，演示該復(fù)合薄膜的光電流響應(yīng)。
　　4、通過電化學(xué)法制備出(NaYF4∶Yb3+-Tm3+)/Cu2O復(fù)合薄膜，并通過光學(xué)性能測試證明了復(fù)合薄膜中可能的傳能機(jī)理

5、是:近紅外光激發(fā)NaYF4∶ Yb3+-Tm3+產(chǎn)生可見光，被氧化亞銅薄膜吸收，產(chǎn)生光電流，并在980 nm激光器和氙燈激發(fā)下，對該復(fù)合薄膜的光電流響應(yīng)進(jìn)行演示。
　　5、(NaYF4∶ Yb3+-Er3+)/BiIO復(fù)合薄膜是先通過電化學(xué)法制備NaYF4∶Yb3+-Er3+薄膜，然后利用離子交換法使BiIO與NaYF4∶ Yb3+-Er3+薄膜復(fù)合。該復(fù)合薄膜在聚焦的氙燈的近紅外光照射下，NaYF4∶ Yb3+-Er3+通過上轉(zhuǎn)