太阳能电池用表面等离子体增强量子剪裁级联发光体系的构建及机理研究

项目名称： 太阳能电池用表面等离子体增强量子剪裁级联发光体系的构建及机理研究

项目编号： No.51372201

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 一般工业技术

项目作者： 胡晓云

作者单位： 西北大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 针对晶硅太阳能电池光电转换效率低的问题，提出将纳米金属的表面等离子体效应、光致发光（PL）和量子剪裁（QC）耦合，构建纳米金属耦合双模式级联发光体系，通过两级光谱转换与同步荧光增强，获得300-500nm宽吸收高量子效率发光材料，将其与SiO2基质减反射薄膜复合，实现太阳能电池光电转换效率大幅度提高。本项目以提高Ln3+-Yb3+（Ln=Tb、Tm、Pr等）之间的合作能量传递效率为核心,重点研究PL@QC@M、QC@PL-M等核-壳结构材料的可控合成工艺，通过发光性能及结构表征，阐明体系中的多级能量传递机理，实现PL→QC的有效级联发光。同时利用时间分辨光谱和理论计算等手段，弄清表面等离子体增强荧光的影响因素，建立耦合机制模型，获得太阳能光谱调控新策略。最终借助下转换-减反射双功能薄膜实现太阳能的高效利用。本课题为太阳能电池新材料的设计提供了新的学术思路。

中文关键词： 局域表面等离子体共振；近红外量子剪裁；荧光增强机理；太阳能电池；光电转换效率

英文摘要： Aiming at the problem of low photoelectric conversion efficiency for crystalline silicon solar cells, the coupling of surface plasmon effect of nano-metal, photoluminescence (PL) and quantum cutting (QC) is proposed to construct nano-metal coupled two-sty

英文关键词： localized surface plasmon resonance；near-infrared quantum cutting；fluorescence enhancement mechanism；solar cells；photoelectric conversion efficiency