用于提高硅基太陽能電池效率的Pr3+-Yb3+,Nd3+-Yb3+玻璃材料的量子剪裁效應(yīng)研究.pdf

1、對于綠色可再生能源來說，用于太陽能轉(zhuǎn)換的光伏技術(shù)的應(yīng)用前景很大。盡管光伏技術(shù)在半個世紀之前就已經(jīng)被利用，但是生產(chǎn)太陽能電池的成本依舊很昂貴，這很大程度上歸因于太陽能電池的低轉(zhuǎn)換效率。太陽光譜中光子的能量分布和半導(dǎo)體材料的能隙不匹配是提高光電能量轉(zhuǎn)換效率最主要的困難。近年來，可以將很寬的光譜帶轉(zhuǎn)換為特定波長的光子的發(fā)光材料已經(jīng)被合成并且可以用來降低太陽能電池中能量轉(zhuǎn)換的損失。本文主要研究運用稀土離子摻雜材料將一個可見光光子或者紫外光光子轉(zhuǎn)

2、變?yōu)閮蓚€或多個近紅外光子的量子剪裁現(xiàn)象。主要研究內(nèi)容如下：
　　1.采用高溫熔融法合成了Pr3+/Yb3+離子摻雜的氟氧鋁硅酸鹽玻璃，并檢測了在442nm激發(fā)下在可見與近紅外區(qū)域的發(fā)光光譜。在442nm激發(fā)下，可見和近紅外區(qū)域的發(fā)光光譜表明Pr3+與Yb3+發(fā)生了能量傳遞，產(chǎn)生了980nm的近紅外發(fā)光。Pr3+到Y(jié)b3+的能量傳遞效率為60％，總量子效率可以達到160%。
　　2.利用高溫熔融法制備了 Pr3+/Yb3+，N

3、d3+/Yb3+摻雜的氟磷酸鹽玻璃。測試了其光譜，研究了 Pr3+/Yb3+，Nd3+/Yb3+離子對在氟磷酸鹽玻璃中的量子剪裁現(xiàn)象和能量傳遞機制。在442nm激發(fā)下，Pr3+離子單摻的樣品產(chǎn)生了可見區(qū)域的發(fā)光，加入 Yb3+離子之后由于 Pr3+:3P0能級到 Yb3+:2F5/2能級的能量傳遞產(chǎn)生了980nm的近紅外發(fā)光，Pr3+離子到 Yb3+離子的最大量子效率為146.32%。我們還研究了Nd3+/Yb3+離子摻雜的氟磷酸鹽玻璃