项目名称: 基于能量传递的宽谱调制近红外下转换纳米发光薄膜研究

项目编号: No.11274251

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2013

项目学科: 数理科学和化学

项目作者: 郭崇峰

作者单位: 西北大学

项目金额: 86万元

中文摘要: 采用溶胶-凝胶(Sol-gel)和脉冲激光沉积(PLD)技术制备用于提高硅基太阳能电池光电转换效率的宽带光谱调制近红外下转换纳米发光薄膜。以能量传递为基础,选择具有宽带吸收和发射特性的Ce3+、Eu2+、Bi3+、Pb2+及钒酸根、钼钨酸根等离子或基团为敏化剂,Yb3+、Pr3+或离子对RE3+-Yb3+ (RE = Tm, Pr, Er, Tb, Nd, Ho)为激活剂,研究碱土复合氧化物为基质的能量传递和近红外发光机制。通过阳离子及卤素阴离子部分或完全取代基质中碱土离子或O2-来调节基质组成,进而调控敏化剂的配位场及其吸收与发射波长,改变能量传递过程,提高能量传递效率,实现将太阳光谱中的近紫外-蓝绿光高效转换成硅太阳能电池可利用的近红外光。调控成膜过程,深入研究成膜机理及薄膜稳定性和透光性,获得用于提高硅基太阳能电池效率的稳定、透明、高效的宽带光谱调制近红外下转换纳米发光薄膜。

中文关键词: 能量传递;宽谱调制;上/下转换;发光薄膜;硅太阳能电池

英文摘要: Nanocrystalline luminescent films with broadband down-conversion used for improving the efficiency of silicon solar cell will be prepared by sol-gel and pulsed laser deposition (PLD) technique. Near-infrared emission phosphors based on alkaline earth complex oxides are designed in the light of the energy transfer, in which ions Ce3+, Eu2+, Bi3+, Pb2+, vanadates, molybdates and tungstates with intense broad band absorption and emission are selected as sensitizers, and Yb3+, Pr3+ or RE3+-Yb3+ (RE = Tm, Pr, Er, Tb, Nd, Ho) are used as acceptors. The mechanisms of energy transfer and the possibilities of efficient near-infrared emission are analyzed. In order to improve the energy transfer efficiency, alkaline earth ions or O2- are substituted partially or completely by other two- / single-valence cations or halogen anion ions to tune the absorption and emission wavelength of donors. Thus the energy transfer process are changed and the solar spectra ranging from near ultraviolet to blue-green region could be efficiently converted to near-infrared emission by the quantum cutting, which adapts the solar spectrum to better match the solar cell and improves the silicon solar cell efficiency. Moreover, the stabilities of the luminescent films are also investigated in detail in order to match well with the lifetime and th

英文关键词: Energy transfer;Broadband absorption;Down/Up-conversion;Nanocrystalline luminescent films;Silicon solar Cells

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