NaYF 4 :Yb 3+ /Er 3+ @YOF:Yb 3+ /Er 3+ 核壳结构构筑及其在染敏太阳能电池中的应用

发布时间：2021-01-14 10:31

　　染料敏化太阳能电池（DSSCs）因其价格低廉、无污染及相对较高的光电转换效率被认为是硅基太阳能电池的理想替代者,其核心材料是N719染料,其仅能吸收400-700 nm可见波段太阳光子而无法利用占太阳光谱中约55%的红外太阳光光子所致,这严重限制太阳能电池效率的提升。上转换过程能将两个低于N719带隙能量的光子进行叠加,并发射出一个大于N719带隙能量的上转换光子,在染敏太阳能电池中应用上转换材料能有效提高电池效率。本课题首次设计构筑一种NaYF₄:Yb³⁺/Er³⁺@YOF:Yb³⁺/Er³⁺异质核壳结构,这一独特的结构具有三个优势:（1）内核高温处理获得上转换效率提升,（2）表面YOF:Yb³⁺/Er³⁺可调控基质晶格的声子能量,（3）高温退火消除晶体表面有机配体,减少表面淬灭复合中心。研究内容如下:（1）水热法制备高质量NaYF₄:Yb³⁺/Er³⁺晶核,优化反应... 

【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

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

世界每年的光伏发电量（GW）

300 600 900 1200 1500 1800 2100 24000.00.5spectWavelength(nm)图 1-2 太阳发射光谱晶体概述光材料是一种在红外光源激发下产生可见光的材料，此属于反斯托克斯定律的发光材料，其可将两个能量较低光子[9, 10]，上转换概念于1959年首次提出，当时上转换”，上转换材料因其潜在的光学应用而被研究者广泛研红外量子计数器、温度传感器、小型固体激光器等光学、药物载释、显示科技和光伏电池等领域[11-13]。发光机制

14, 15]，对应上转换发光机理图如图1-4所示。图1-4 稀土离子上转换发光机制：（a）激发态吸收，（b）能量传递上转换，（c）交叉驰豫，（d）合作敏化上转换，（e）光子雪崩。1.2.2 上转换材料制备方法在过去几十年中，人们在制备高质量的稀土掺杂上转换材料方面付出了很多努力，目前用于合成上转换荧光材料的方法主要包括沉淀法、燃烧法、溶胶-凝胶法、微乳、水热法和热裂解法[16, 17]。方法的选择很大程度上取决于所合成的上转换材料，而所得到的纳米颗粒的性质又取决于合成方法。部分合成方法会导致纳米晶表面无任何配体

【参考文献】：
期刊论文
[1]稀土离子的上转换发光及研究进展[J]. 杨建虎,戴世勋,姜中宏.  物理学进展. 2003(03)

博士论文
[1]稀土氟化物微纳晶体的可控合成及增强上转换荧光研究[D]. 郝树伟.哈尔滨工业大学 2013
[2]上转换发光纳米材料在生物医学中的应用[D]. 程亮.苏州大学 2012



本文编号：2976738