ZnO基上轉(zhuǎn)換發(fā)光薄膜組織與性能的研究.pdf

1、太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)因其清潔、可再生而成為最有潛力的新興能源產(chǎn)業(yè)之一。目前，硅基太陽(yáng)能電池占據(jù)了市場(chǎng)的主導(dǎo)地位，其對(duì)太陽(yáng)光譜的可見(jiàn)光，特別是黃綠光敏感，而對(duì)于占太陽(yáng)光譜能量50％以上的紅外光不敏感。為了提高太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率，可以利用上轉(zhuǎn)換發(fā)光薄膜來(lái)增強(qiáng)太陽(yáng)能電池對(duì)近紅外光的響應(yīng)。
　　本課題以醋酸鋅為前驅(qū)體，乙二醇甲醚為溶劑，乙醇胺為穩(wěn)定劑，摻雜適量的硝酸鈥和硝酸鐿作為發(fā)光中心和敏化劑，采用溶膠-凝膠法和旋轉(zhuǎn)鍍膜工藝制備了Ho3

2、+/Yb3+共摻雜的ZnO上轉(zhuǎn)換發(fā)光薄膜。通過(guò)熒光光譜儀等測(cè)試手段，分別研究了激活劑濃度、敏化劑濃度和熱處理溫度對(duì)ZnO上轉(zhuǎn)換發(fā)光薄膜組織與性能的影響。主要內(nèi)容如下:
　　(1)研究激活劑Ho3+離子濃度對(duì)Ho3+/Yb3+共摻ZnO上轉(zhuǎn)換發(fā)光薄膜組織與性能的影響。隨著隨著Ho3+離子濃度的不斷提高，薄膜的上轉(zhuǎn)換發(fā)光強(qiáng)度先增大后減小。當(dāng)離子摻雜濃度達(dá)到7 mol％，ZnO上轉(zhuǎn)換發(fā)光薄膜的表面形貌，最為均勻致密，薄膜對(duì)近紅外光的透過(guò)

3、率達(dá)到最低，且該樣品具有最高的結(jié)晶度和最高的紅綠上轉(zhuǎn)換發(fā)光強(qiáng)度。
　　(2)研究敏化劑Yb3+離子濃度對(duì)Ho3+/Yb3+共摻ZnO上轉(zhuǎn)換發(fā)光薄膜組織與性能的影響。隨著Yb3+離子濃度的逐漸增多，薄膜的發(fā)光強(qiáng)度先增大后減小。當(dāng)離子摻雜濃度為Ho3+的2倍（約為14 mol％），薄膜表面的顆粒分布相對(duì)均勻，顆粒尺寸大小均一。同時(shí)ZnO晶粒的尺寸最大，結(jié)晶度最高，薄膜的紅綠熒光發(fā)光強(qiáng)度也最大，繼續(xù)增大Yb3+離子濃度會(huì)發(fā)生濃度猝滅的現(xiàn)