双功能型NaYF 4 :Yb 3+ /Er 3+ @BiOA（Cl,Br,I）微米晶制备及在染敏太阳能电池中的应用

发布时间：2021-12-30 22:19

　　染料敏化太阳能电池作为第三代太阳能电池,因制备工艺简单、成本低及高光电转换效率已成为利用清洁太阳能的关键技术。染敏电池的核心光响应部件N719钌染料有效吸光范围仅在400 nm-700 nm波段,使占太阳光谱中约50%-60%的近红外光子无法被吸收利用,严重限制染敏电池效率的提升。上转换过程有望突破这种限制,该转换过程能将两个红外光子能量叠加,并发射出可被N719染料吸收的可见光子。Yb³⁺/Er³⁺掺杂的NaYF₄已被证实是转换效率最高的上转换材料,被广泛应用于提升染敏电池对红外光子的响应,但上转换材料的绝缘性却限制光生电子在光阳极中传输。针对这一科学难题,本课题首次设计双功能NaYF₄:Yb³⁺/Er³⁺@BiOA（Cl,Br,I）材料:（1）利用NaYF₄:Yb³⁺/Er³⁺内核实现光子转换,（2）BiOCl（Br,I）半导体外壳提升光电子传输。具体研究内容包括以下3个部分:（1）利用... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

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006-2017年全球光伏发电装机容量[2]

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文可见光光子（400 nm-700nm），不能吸收太阳光中占比地限制了太阳能电池效率的提升。上转换过程能将两个光子叠加，并效率的发射出能被 N719 染料所吸收的可池效率的巨大潜力。NaYF4:Yb3+/Er3+是目前已知最高效质声子能量低，辐射跃迁率高，Er3+作为激活剂在低泵的可见光，Yb3+在 980nm 处吸收截面大等诸多优势，太阳能电池对红外光的响应。尽管 NaYF4:Yb3+/Er3+具其表面的缺陷会产生严重的发光淬灭效应，限制 NaY了克服这一缺点，研制出一种以抑制表面缺陷为目标核壳结构的不断优化，外壳材料的多功能性越来越受到制内核的表面淬灭，也能利用其自身的性质进一步提。

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文材料发光机理学是现代光学的一个组成部分，建立在许多非线性光光子上转换就是一种非线性光学现象，特点是能够将红外光子）转化为短波长辐射光子（可见光光子）。上机制组成的，根据文献中的报道，上转换机制可以分换（ESU），合作敏化上转换（CSU），激发态吸收（子雪崩（PA）。

【参考文献】：
期刊论文
[1]发展太阳能和风能发电技术 加速推进我国能源转型[J]. 李耀华,孔力.  中国科学院院刊. 2019(04)
[2]Zn2+掺杂诱导Eu3+激活BiOCl层状半导体的反常发光性能研究[J]. 陈凡丽,李永进,张相周,徐祖元,胡锐,邱建备,杨正文,宋志国.  无机材料学报. 2017(08)
[3]染料敏化太阳电池中TiO2/染料/电解质界面的修饰[J]. 李景哲,孔凡太,武国华,黄阳,陈汪超,戴松元.  物理化学学报. 2013(09)



本文编号：3559067