Ce 3+ /Yb 3+ 掺杂氟化物的近红外量子剪裁特性及其在太阳能电池上的应用
发布时间:2025-07-21 20:22
本论文主要是为了改善太阳能电池的光谱失配现象,研究制备了近红外量子剪裁纳米发光材料。该材料在紫外光的激发下,将紫外可见光子转换为近红外光子,释放出的光波长与硅基底能隙匹配,能够被电池吸收利用,进一步优化太阳能电池的光伏特性。采用水热法制备氟化铈CeF3纳米材料,通过改变反应溶液中络合剂的含量、环境的酸碱度和时间,调控样品的形貌结构和发光性能。总结得到,当溶液中加入的EDTA含量为2 mmol,pH为9时,在温度为160℃下水热5 h后,生成的样品形貌最为完整,呈现球状结构,尺寸约为500 nm。在紫外激发光下,发光峰位于330nm处。在掺入Yb3+后,Ce3+会吸收紫外波段的激发光能量,部分用于自身跃迁发光,部分传递给Yb3+,用于近红外区域发光。进一步,选用氟化钙CaF2作为基质进行Ce3+和Yb3+掺杂,采用水热法制得尺寸约为450 nm中空球形,空心层厚约为100 nm左右,分散性好,中空部分透光良好,结晶度高。CaF2...
【文章页数】:63 页
【学位级别】:硕士
【文章目录】:
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 稀土掺杂发光材料
1.3 氟化物的结构性能及制备方法
1.3.1 氟化物的结构性能
1.3.2 氟化物的制备方法
1.4 减反膜在太阳能电池中的应用
1.5 本课题选题思路、研究内容及创新点
1.5.1 选题思路
1.5.2 研究内容
1.5.3 创新点
第二章 实验部分
2.1 实验试剂与仪器
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 表征仪器
2.2.1 X射线衍射仪
2.2.2 扫描电子显微镜
2.2.3 透射电子显微镜
2.2.4 荧光光谱仪
2.2.5 紫外可见分光光度计
2.2.6 太阳能电池测试系统
2.3 实验方法及流程
第三章 CeF3:Yb3+纳米荧光粉的形貌及发光性能
3.1 引言
3.2 实验步骤
3.3 结果与讨论
3.3.1 络合剂EDTA对样品形貌及发光的影响
3.3.2 水热反应时间对样品形貌及发光的影响
3.3.3 溶液pH值对样品形貌及发光的影响
3.3.4 Yb3+掺杂样品的发光性能分析
3.4 小结
第四章 Ce3+/Yb3+掺杂CaF2纳米空心微球近红外荧光特性
4.1 引言
4.2 实验步骤
4.3 结果与讨论
4.3.1 稀土掺杂CaF2纳米发光材料的形貌表征
4.3.2 稀土掺杂CaF2纳米发光材料的晶格结构表征
4.3.3 中空微球结构的形成机理
4.3.4 Ce3+离子单掺CaF2样品发光性能分析
4.3.5 Ce3+-Yb3+离子共掺CaF2紫外可见吸收表征分析
4.3.6 Ce3+-Yb3+离子共掺CaF2发光性能表征
4.3.7 Ce3+-Yb3+离子共掺CaF2荧光寿命分析
4.3.8 稀土离子间能量传递机理
4.4 小结
第五章 光波转换-减反射双功能薄膜的性能表征
5.1 引言
5.2 实验步骤
5.3 结果与讨论
5.3.1 CeF3和CeF3:Yb3+减反膜的透过率
5.3.2 CaF2:Ce3+和CaF2:Ce3+-Yb3+减反膜的透过率
5.3.3 CeF3和CeF3:Yb3+减反膜应用太阳能电池的光电转换效率
5.3.4 CaF2:Ce3+和CaF2:Ce3+-Yb3+减反膜应用太阳能电池的光电转换效率
5.3.5 CaF2:Ce3+和CaF2:Ce3+-Yb3+减反膜应用太阳能电池的量子效率
5.4 小结
结论
参考文献
硕士期间取得的科研成果
致谢
本文编号:4058330
【文章页数】:63 页
【学位级别】:硕士
【文章目录】:
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 稀土掺杂发光材料
1.3 氟化物的结构性能及制备方法
1.3.1 氟化物的结构性能
1.3.2 氟化物的制备方法
1.4 减反膜在太阳能电池中的应用
1.5 本课题选题思路、研究内容及创新点
1.5.1 选题思路
1.5.2 研究内容
1.5.3 创新点
第二章 实验部分
2.1 实验试剂与仪器
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 表征仪器
2.2.1 X射线衍射仪
2.2.2 扫描电子显微镜
2.2.3 透射电子显微镜
2.2.4 荧光光谱仪
2.2.5 紫外可见分光光度计
2.2.6 太阳能电池测试系统
2.3 实验方法及流程
第三章 CeF3:Yb3+纳米荧光粉的形貌及发光性能
3.1 引言
3.2 实验步骤
3.3 结果与讨论
3.3.1 络合剂EDTA对样品形貌及发光的影响
3.3.2 水热反应时间对样品形貌及发光的影响
3.3.3 溶液pH值对样品形貌及发光的影响
3.3.4 Yb3+掺杂样品的发光性能分析
3.4 小结
第四章 Ce3+/Yb3+掺杂CaF2纳米空心微球近红外荧光特性
4.1 引言
4.2 实验步骤
4.3 结果与讨论
4.3.1 稀土掺杂CaF2纳米发光材料的形貌表征
4.3.2 稀土掺杂CaF2纳米发光材料的晶格结构表征
4.3.3 中空微球结构的形成机理
4.3.4 Ce3+离子单掺CaF2样品发光性能分析
4.3.5 Ce3+-Yb3+离子共掺CaF2紫外可见吸收表征分析
4.3.6 Ce3+-Yb3+离子共掺CaF2发光性能表征
4.3.7 Ce3+-Yb3+离子共掺CaF2荧光寿命分析
4.3.8 稀土离子间能量传递机理
4.4 小结
第五章 光波转换-减反射双功能薄膜的性能表征
5.1 引言
5.2 实验步骤
5.3 结果与讨论
5.3.1 CeF3和CeF3:Yb3+减反膜的透过率
5.3.2 CaF2:Ce3+和CaF2:Ce3+-Yb3+减反膜的透过率
5.3.3 CeF3和CeF3:Yb3+减反膜应用太阳能电池的光电转换效率
5.3.4 CaF2:Ce3+和CaF2:Ce3+-Yb3+减反膜应用太阳能电池的光电转换效率
5.3.5 CaF2:Ce3+和CaF2:Ce3+-Yb3+减反膜应用太阳能电池的量子效率
5.4 小结
结论
参考文献
硕士期间取得的科研成果
致谢
本文编号:4058330
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