Ce3+-Tb3+-Yb3+共摻的YAG下轉(zhuǎn)換材料研究.pdf

1、太陽能以其取之不盡、清潔安全和可再生等優(yōu)點吸引了越來越多的關(guān)注。然而目前主流的晶硅太陽能電池，因為較低的能量轉(zhuǎn)換效率而使得發(fā)電成本高昂。因此如何提高其光電轉(zhuǎn)換效率一直是人們研究的重點。在影響晶硅電池轉(zhuǎn)換效率的因素中，短波光子的能量損失是一個重要方面。由于硅的禁帶寬度為1.12ev，它在吸收一個能量遠大于1.12ev的紫外/藍色光子時，只能激發(fā)一個電子空穴對，剩余的能量會轉(zhuǎn)換成熱從而降低效率。近些年來，可以將一個紫外/藍色光子轉(zhuǎn)化為兩個或

2、者更多可以被太陽能電池吸收的近紅外光子的稀土摻雜熒光粉引起了廣泛的關(guān)注，被認為解決晶硅太陽能電池短波光子能量損失的一個有效手段。
　　論文以Ce3+-Tb3+-Yb3+共摻Y(jié)AG熒光粉為研究對象，對這種下轉(zhuǎn)換材料的能量傳遞機制、能量傳遞效率以及Tb3+離子的淬滅濃度進行了深入的討論。
　　采用高溫固相的方法制備不同成分的YAG熒光粉。通過XRD分析，對樣品的晶格和離子摻雜進行了分析。測試結(jié)果表明，采用高溫固相法制備的樣品具有

3、標準的YAG晶格結(jié)構(gòu)。通過計算得到。Ce3+-Tb3+-Yb3+共摻Y(jié)AG樣品的晶格常數(shù)為1.2009nm，略大于純YAG的1.2002nm，說明Ce3+，Tb3+和Yb3+取代了YAG晶格中Y3+的離子。
　　同時通過樣品的熒光光譜以及能量傳遞效率等數(shù)據(jù)，分析了Ce3+-Tb3+-Yb3+共摻Y(jié)AG下轉(zhuǎn)換材料中能量傳遞機制通過對樣品的熒光光譜和與熒光衰減曲線，分析了Ce3+-Tb3+-Yb3+共摻Y(jié)AG下轉(zhuǎn)換材料中能量傳遞機制，

4、計算了Ce3+，Tb3+離子的熒光壽命與離子間能量傳遞效率。結(jié)果表明:Tb3+→Ce3+和Ce3+→Yb3+的能量傳遞效率高于Ce3+→Tb3+和Tb3+→Yb3+，進一步表明在Ce3+-Tb3+-Yb3+三摻Y(jié)AG中，能量傳遞方向為Tb3+→Ce3+→Yb3+。這為今后設(shè)計稀土下轉(zhuǎn)換材料提供了一個參考。
　　論文還對不同Tb3+離子摻雜濃度的Ce3+-Tb3+-Yb3+三摻Y(jié)AG的發(fā)射光譜進行了比較。Tb3+離子的發(fā)光強度會隨著