Ce^3+,Tb^3+,Yb^3+三摻雜CaAl2Si2O8下轉(zhuǎn)換熒光粉的制備及其發(fā)光性能

編號(hào)：CYYJ02006

篇名：Ce^3+,Tb^3+,Yb^3+三摻雜CaAl2Si2O8下轉(zhuǎn)換熒光粉的制備及其發(fā)光性能

作者：周佳 姚植彩 戴武斌 黃珂 胡金 許碩 徐慢

關(guān)鍵詞： 能量轉(zhuǎn)移 發(fā)光性能 下轉(zhuǎn)換熒光粉 硅基太陽能電池 CaAl2Si2O8:Ce^3+ Tb^3+ Yb^3+

機(jī)構(gòu)： 武漢工程大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院

摘要： 硅基太陽能電池作為目前技術(shù)最成熟、使用最廣泛的光伏器件,其光電轉(zhuǎn)換效率較低主要是由于太陽光譜與硅的最大吸收光譜不匹配造成的。為了解決這個(gè)問題并提升Yb3+的近紅外光發(fā)射強(qiáng)度,采用高溫固相法制備了CaAl2Si2O8:Ce^3+,Tb^3+,Yb^3+系列熒光粉,并通過X射線衍射(XRD)分析儀和熒光光譜儀分析了該熒光粉樣品的晶體結(jié)構(gòu)、最佳摻雜濃度及發(fā)光性能。XRD分析結(jié)果表明摻雜離子Ce^3+,Tb^3+,Yb^3+均占據(jù)Ca^2+格位,并且摻雜少量的稀土離子不會(huì)改變基質(zhì)CaAl2Si2O8(CASO)的晶體結(jié)構(gòu)。熒光光譜分析表明由于在三摻雜熒光粉CaAl2Si2O8:Ce^3+,Tb^3+,Yb^3+中存在著Ce^3+→Tb^3+→Yb^3+的合作能量傳遞過程,因此在近紫外光的激發(fā)下,相對(duì)于其它熒光粉,該三摻雜熒光粉中Yb3+的近紅外光發(fā)射強(qiáng)度得到明顯增強(qiáng),并且最佳摻雜濃度的熒光粉化學(xué)式為Ca0.655Al2Si2O8:0.07Ce^3+,0.10Tb^3+,0.06Yb^3+。該三摻雜熒光粉可以將硅基太陽能電池吸收較弱的紫外光轉(zhuǎn)換為吸收較強(qiáng)的近紅外光,從而實(shí)現(xiàn)光譜修飾,最終達(dá)到提高其光電轉(zhuǎn)換效率的目的。