2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、β-NaYF4:Yb/Er晶體具有聲子能量低、帶隙寬、電子云擴張效應(yīng)小等特點,受到研究者的廣泛關(guān)注。與β-NaYF4:Yb/Er粉末材料相比,β-NaYF4:Yb/Er上轉(zhuǎn)換薄膜具有均勻性好、耐高溫、導熱性優(yōu)良等特點,在太陽能電池領(lǐng)域極具潛在的應(yīng)用價值。
  但是,將β-NaYF4:Yb/Er上轉(zhuǎn)換薄膜應(yīng)用于太陽能電池,需解決兩大關(guān)鍵問題:
  (1)β-NaYF4:Yb/Er晶體的熒光強度較低,成為其攻克太陽能電池光電轉(zhuǎn)換

2、效率低的難題的瓶頸問題,迫切需要增強β-NaYF4:Yb/Er晶體的熒光強度;
  (2)現(xiàn)有方法制備的β-NaYF4:Yb/Er上轉(zhuǎn)換薄膜與基體的界面結(jié)合強度弱,使用過程中易脫落失效,降低上轉(zhuǎn)換薄膜的使用壽命,亟待提高β-NaYF4:Yb/Er上轉(zhuǎn)換薄膜與基體的界面結(jié)合強度。
  本論文采用Cr3+摻雜增強β-NaYF4:Yb/Er晶體的上轉(zhuǎn)換熒光強度,探究Cr3+摻雜對其晶體結(jié)構(gòu)以及發(fā)光離子能級壽命的影響規(guī)律;采用自組裝

3、技術(shù)在硅基體表面制備β-NaYF4:Yb/Er上轉(zhuǎn)換薄膜,提高薄膜與基體的界面結(jié)合強度,取得了原創(chuàng)性的研究成果。
  1.采用水熱法合成β-NaYF4:Yb/Er晶體,研究合成反應(yīng)過程中溫度、時間、氟化鈉含量等對晶體結(jié)構(gòu)和形貌的影響規(guī)律,確定了水熱法合成β-NaYF4:Yb/Er晶體的最佳工藝方法。研究晶體在不同生長階段的結(jié)構(gòu)和形貌特征,揭示了β-NaYF4:Yb/Er晶體的生長機理。通過提高溶液pH值及硝酸鈉(NaNO3)濃度控

4、制β-NaYF4:Yb/Er晶體的尺寸,增強其紅色熒光強度,使其發(fā)光顏色由綠色向橙黃色轉(zhuǎn)變。
  2.通過摻雜Cr3+有效增強了β-NaYF4:Yb/Er晶體的熒光強度。摻雜Cr3+能夠改變β-NaYF4:Yb/Er晶體的晶格場內(nèi)部環(huán)境,破壞其晶格的對稱性,使原本不發(fā)光的Er3+和Yb3+變?yōu)榘l(fā)光離子,同時能夠提高晶體中Er3+的中間態(tài)能級的熒光壽命,從而增強晶體的熒光強度。研究了Cr3+濃度對晶體上轉(zhuǎn)換熒光性能的影響規(guī)律,確定了

5、增強β-NaYF4:Yb/Er晶體熒光強度的Cr3+最佳摻雜濃度。
  3.采用自組裝技術(shù)在硅基表面成功制備了β-NaYF4:Yb/Er上轉(zhuǎn)換薄膜,運用掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線光電子能譜儀(XPS)、傅里葉轉(zhuǎn)換紅外光譜儀(FTIR)等分析手段,表征薄膜的表面形貌及表面元素的化學狀態(tài),探討上轉(zhuǎn)換復(fù)合薄膜與基體界面的作用機制,闡明了薄膜的成膜機理。
  4.采用摩擦磨損試驗機測試了β-NaYF4:Yb/Er上轉(zhuǎn)換薄膜的宏

6、觀摩擦學性能,探討了薄膜組裝時間、摩擦速度和載荷等對薄膜摩擦學性能的影響規(guī)律。采用自組裝技術(shù)制備的上轉(zhuǎn)換薄膜與硅基體間為化學鍵結(jié)合,界面結(jié)合強度高,相同摩擦試驗條件下的磨損壽命為物理沉積法制備的薄膜的5倍。
  本論文解決了β-NaYF4:Yb/Er晶體上轉(zhuǎn)換發(fā)光效率低及其薄膜與基體界面結(jié)合強度弱的難題,為上轉(zhuǎn)換材料的熒光增強提供了一條新途徑,發(fā)展了上轉(zhuǎn)換薄膜制備技術(shù);為上轉(zhuǎn)換薄膜在太陽能電池等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)及技術(shù)支撐。

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