Ce3+，Yb3+共摻Y(jié)AG下轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的研究.pdf

1、太陽(yáng)能新能源是當(dāng)前能源研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)課題。如何提高太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率一直是學(xué)術(shù)產(chǎn)業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)話題。晶硅太陽(yáng)能電池具有特定的帶隙，其吸收一個(gè)紫外/藍(lán)色(λ＜500nm)的光子只能激發(fā)一個(gè)電子-空穴對(duì)，多余的能量將以激發(fā)電荷熱化的形式損失掉。這會(huì)導(dǎo)致大量的能量被浪費(fèi)。近些年，稀土發(fā)光材料表現(xiàn)出在光伏系統(tǒng)中潛在的應(yīng)用價(jià)值而逐漸引起研究人員的注意。通過(guò)在基質(zhì)材料中摻雜稀土離子，并利用稀土離子之間的部分能量轉(zhuǎn)移，下轉(zhuǎn)換發(fā)光材料可以實(shí)現(xiàn)吸收一個(gè)

2、高能光子并釋放多個(gè)低能光子的過(guò)程，從而使量子效率大于100％。利用下轉(zhuǎn)換發(fā)光材料對(duì)太陽(yáng)光譜進(jìn)行修飾，一方面將不易被晶硅太陽(yáng)能電池吸收的紫外光子變成匹配晶硅帶隙的近紅外光子，另一方面倍增入射到晶硅太陽(yáng)能電池表面的光子數(shù)，有可能提高晶硅太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。
　　論文研究了Ce3+，Yb3+共摻Y(jié)AG下轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備工藝以及發(fā)光性能。將純度為分析純的四種粉末CeO2，Yb2O3，Y3O2和Al2O3混合均勻，采用高溫固相的方式

3、，在溫度為1660℃、氮?dú)夂蜌錃饣旌蠚夥障伦茻?0小時(shí)制備了不同Yb3+離子摻雜濃度的YAG:Ce3+，Yb3+下轉(zhuǎn)換發(fā)光材料。通過(guò)對(duì)樣品的XRD測(cè)試，論文對(duì)YAG晶格生長(zhǎng)、離子摻雜以及制備工藝等進(jìn)行了分析。并通過(guò)樣品的光譜測(cè)試及Ce3+離子熒光壽命的測(cè)試，對(duì)不同Yb3+摻雜濃度的樣品進(jìn)行了能量傳遞機(jī)理和量子效率等方面的分析。
　　XRD測(cè)試結(jié)果表明，采用論文中設(shè)計(jì)的制備工藝可以制備出滿足預(yù)期目標(biāo)的YAG晶格。XRD測(cè)試數(shù)據(jù)計(jì)算得

4、出樣品的晶格參數(shù)為1.2022nm（大干YAG標(biāo)準(zhǔn)晶格參數(shù)1.2002nm），說(shuō)明Ce3+與Yb3+離子取代了原品格中的Y3+離子。
　　光譜測(cè)試結(jié)果顯示，采用450nm的藍(lán)光激發(fā)樣品可以同時(shí)觀察到Ce3+在550nm附近的黃色發(fā)光以及Yb3+在1000nm左右的近紅外的發(fā)光。并且伴隨著Yb3+離子摻雜濃度的升高，Ce3+離子的發(fā)光逐漸減弱而Yb3+離子的發(fā)光逐漸增強(qiáng)，直到Y(jié)b3+離子濃度過(guò)高產(chǎn)生濃度淬滅效應(yīng)。這表明了Ce3+與Y