寬帶吸收近紅外發(fā)射微納米轉光體的制備與研究.pdf

1、本文針對硅太陽能電池增效，制備了微米級和納米級轉光體。分別采用高溫固相法制備了微米級的YAB∶Cr3+,Yb3+/Nd3+光轉換熒光體，以及采用溶劑熱法制備了納米Y3Al5O12基質納米材料，并引入Ce3+、Yb3+制備了Y3Al5O1∶Ce3+,Yb3+納米轉光粉，同時和SiO2納米球一起制備了既具備轉光又具備增透的納米復合功能薄膜。本文制備的微米級轉光材料相對傳統(tǒng)轉光體性能有質的提升，而制備納米轉光體的條件相對現(xiàn)有技術反應條件更溫和

2、，制得的納米材料更均勻。
　　在本文第二章中我們通過高溫固相法制備了寬帶吸收近紅外發(fā)射的YAl3(BO3)4∶Cr3+,Yb3+微米轉光粉，該材料具備350nm-750nm的超寬帶吸收，可將該范圍內的太陽光吸收轉化為983nm左右強的近紅外光，可適用于硅太陽能電池增效。本文利用XRD精修數(shù)據(jù)擬合證明了Cr3+離子取代Al3+格位，且從熒光光譜和熒光壽命的四個方面論述了Cr3+對Yb3+能量傳遞的作用。之后我們通過引入Gd3+、Bi

3、3+、La3+三種離子進一步敏化了YAl3(BO3)4∶Cr3+,Yb3+近紅外發(fā)射強度，且發(fā)現(xiàn)引入離子的半徑大于Y3+時，與Y3+離子半徑越相近，敏化效果越好，而小于Y3+半徑的離子則無敏化作用。最后我們通過引入Nd3+來豐富YAl3(BO3)4∶Cr3+,Yb3+近紅外發(fā)射光譜，拓寬了其發(fā)射帶的半峰寬。與傳統(tǒng)得而光轉換材料相比，不僅吸收帶更寬，且近紅外發(fā)射更強。不管從提高近紅外發(fā)射強度還是拓寬近紅外發(fā)射寬度，均使得轉光粉YAl3(B

4、O3)4∶Cr3+,Yb3+更加適用于硅太陽能電池增效，應用于商業(yè)硅太陽能電池后可將電流密度提高14.3％，實際應用將大大提升太陽能電池的光電轉換效率。
　　在本文第三章中我們主要制備了兩種SiO2/Y3Al5O12∶Ce3+,Yb3+納米復合功能薄膜。在本章節(jié)中，首先我們分別采用乙二胺與乙醇以及乙二胺與聚乙二醇200為溶劑，在220℃和250℃下制備了Y3Al5O12納米基質材料，乙二胺與乙醇所制備的納米材料粒徑80nm左右，乙

5、二胺與聚乙二醇所制備的納米材料粒徑40nm左右，兩種溶劑體系各有利弊。我們還嘗試了其他溶劑體系制備Y3Al5O12納米材料。同時還對Y3Al5O12納米材料成相條件以及形貌調控做了一系列的討論;最后我們引入Ce3+、Yb3+制備了Y3Al5O12∶Ce3+,Yb3+納米轉光粉，采用旋涂法制得了SiO2/Y3Al5O12∶Ce3+,Yb3+納米復合功能薄膜，方法一以聚乙烯吡咯烷酮制備了一層Y3Al5O1∶Ce3+,Yb3+膜和一層SiO2