寬帶吸收近紅外發(fā)射微納米轉(zhuǎn)光體的制備與研究.pdf

1、本文針對(duì)硅太陽能電池增效，制備了微米級(jí)和納米級(jí)轉(zhuǎn)光體。分別采用高溫固相法制備了微米級(jí)的YAB∶Cr3+,Yb3+/Nd3+光轉(zhuǎn)換熒光體，以及采用溶劑熱法制備了納米Y3Al5O12基質(zhì)納米材料，并引入Ce3+、Yb3+制備了Y3Al5O1∶Ce3+,Yb3+納米轉(zhuǎn)光粉，同時(shí)和SiO2納米球一起制備了既具備轉(zhuǎn)光又具備增透的納米復(fù)合功能薄膜。本文制備的微米級(jí)轉(zhuǎn)光材料相對(duì)傳統(tǒng)轉(zhuǎn)光體性能有質(zhì)的提升，而制備納米轉(zhuǎn)光體的條件相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)反應(yīng)條件更溫和

2、，制得的納米材料更均勻。
　　在本文第二章中我們通過高溫固相法制備了寬帶吸收近紅外發(fā)射的YAl3(BO3)4∶Cr3+,Yb3+微米轉(zhuǎn)光粉，該材料具備350nm-750nm的超寬帶吸收，可將該范圍內(nèi)的太陽光吸收轉(zhuǎn)化為983nm左右強(qiáng)的近紅外光，可適用于硅太陽能電池增效。本文利用XRD精修數(shù)據(jù)擬合證明了Cr3+離子取代Al3+格位，且從熒光光譜和熒光壽命的四個(gè)方面論述了Cr3+對(duì)Yb3+能量傳遞的作用。之后我們通過引入Gd3+、Bi

3、3+、La3+三種離子進(jìn)一步敏化了YAl3(BO3)4∶Cr3+,Yb3+近紅外發(fā)射強(qiáng)度，且發(fā)現(xiàn)引入離子的半徑大于Y3+時(shí)，與Y3+離子半徑越相近，敏化效果越好，而小于Y3+半徑的離子則無敏化作用。最后我們通過引入Nd3+來豐富YAl3(BO3)4∶Cr3+,Yb3+近紅外發(fā)射光譜，拓寬了其發(fā)射帶的半峰寬。與傳統(tǒng)得而光轉(zhuǎn)換材料相比，不僅吸收帶更寬，且近紅外發(fā)射更強(qiáng)。不管從提高近紅外發(fā)射強(qiáng)度還是拓寬近紅外發(fā)射寬度，均使得轉(zhuǎn)光粉YAl3(B

4、O3)4∶Cr3+,Yb3+更加適用于硅太陽能電池增效，應(yīng)用于商業(yè)硅太陽能電池后可將電流密度提高14.3％，實(shí)際應(yīng)用將大大提升太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。
　　在本文第三章中我們主要制備了兩種SiO2/Y3Al5O12∶Ce3+,Yb3+納米復(fù)合功能薄膜。在本章節(jié)中，首先我們分別采用乙二胺與乙醇以及乙二胺與聚乙二醇200為溶劑，在220℃和250℃下制備了Y3Al5O12納米基質(zhì)材料，乙二胺與乙醇所制備的納米材料粒徑80nm左右，乙

5、二胺與聚乙二醇所制備的納米材料粒徑40nm左右，兩種溶劑體系各有利弊。我們還嘗試了其他溶劑體系制備Y3Al5O12納米材料。同時(shí)還對(duì)Y3Al5O12納米材料成相條件以及形貌調(diào)控做了一系列的討論;最后我們引入Ce3+、Yb3+制備了Y3Al5O12∶Ce3+,Yb3+納米轉(zhuǎn)光粉，采用旋涂法制得了SiO2/Y3Al5O12∶Ce3+,Yb3+納米復(fù)合功能薄膜，方法一以聚乙烯吡咯烷酮制備了一層Y3Al5O1∶Ce3+,Yb3+膜和一層SiO2