NIAOT OpenIR  > 中国科学院南京天文光学技术研究所  > 学位论文
稀土双掺荧光粉谱转换性质研究
唐靓
Subtype硕士
Thesis Advisor肖东
2014-05
Degree Grantor中国科学院大学
Degree Discipline光学工程
Keyword光谱转换材料 量子剪裁 上转换 光致荧光 太阳能电池
Abstract新一代太阳能电池要求其光电转换效率大幅度提高。光谱转换是其中一种有效途径。其核心思想是通过光谱转换层将太阳光谱中原本无法被吸收或利用率低波段的能量转换到电池吸收效率较高的波段,从而提高太阳能的利用效率。光谱转换主要分为上转换和下转换两类。寻找能够满足太阳能电池应用需求的高效光谱转换材料,已成为当今的研究热点。本论文的主要工作是采用光致荧光(PL)光谱技术和透射光谱技术研究了Ce3+和Yb3+共掺的钇铝石榴石(YAG)荧光粉的光谱转换性质及其光谱转换过程中的能量传递机理。主要研究内容和结果有:
 
1、YAG: Ce3+-Yb3+荧光粉的量子剪裁和光谱上转换。
对不同激发情况下样品的PL光谱进行了研究。当457nm激发Ce3+5d激发态时,样品除了具有Ce3+离子5d-4f跃迁产生的可见光发光(~540 nm)外,还具有显著的近红外发光(~1000 nm),属于Yb3+离子2F5/2-2F7/2跃迁;这表明能量可以由Ce3+传递给Yb3+进行发光,是量子剪裁过程。915 nm激发Yb3+离子时,样品具有显著的可见光发光(~540 nm),对应于Ce3+离子5d-4f跃迁;这说明能量也可以由Yb3+传递给Ce3+进行发光,这是协同敏化上转换过程。
 
2、荧光过程的功率依赖PL谱。
通常认为光致荧光的发光强度I与激发功率P通常满足:I~Pn,其中n代表激发荧光需要的光子数。通过功率依赖PL谱的测量,得到在457 nm激发下, Ce3+发光的n值接近为1,Yb3+发光的n值在0.5~1之间;915 nm激发下,Ce3+发光的n值在1~2之间。此结果表明量子剪裁过程中的能量传递机制比较复杂,还需要进行更深入的研究。伴随着量子剪裁过程还存在着光谱上转换过程,它能够将两个近红外光子转换成一个可见光子,为此种材料在太阳能电池方面的应用带来不利影响。探索消除此不利影响的方法将是今后的研究方向。
 
此外,还对Ce3+和Nd3+共掺的钇铝石榴石荧光粉进行了初步研究。
Subject Area天文技术与方法
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.niaot.ac.cn/handle/114a32/774
Collection中国科学院南京天文光学技术研究所_学位论文
中科院天文光学技术重点实验室_学位论文
Recommended Citation
GB/T 7714
唐靓. 稀土双掺荧光粉谱转换性质研究[D]. 中国科学院大学,2014.
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