光学学报, 2014, 34 (s1): s116002, 网络出版: 2014-08-18  

YAG:Ce3+-Yb3+荧光粉的量子剪裁及上转换过程

Quantum Cutting and Up-Conversion Process in YAG:Ce3+-Yb3+ Phosphors
唐靓 1,2,3,*叶慧琪 1,2肖东 1,2
作者单位
1 中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所, 江苏 南京 210042
2 中国科学院天文光学技术重点实验室, 江苏 南京 210042
3 中国科学院大学, 北京 100049
摘要
为进一步探索量子剪裁荧光材料在提高太阳能电池效率方面的应用前景,通过光致荧光光谱研究了YAG:Ce3+-Yb3+荧光粉的光谱转换性质。在激发Ce3+离子(~457 nm)的情况下,样品除了具有Ce3+离子的发光(~540 nm),还具有显著的近红外发光(~1000 nm),这与Yb3+离子的能级相对应。这一现象表明在此样品体系中,能量可以通过Ce3+离子传递给Yb3+离子,实现量子剪裁过程。同时,研究发现在激发Yb3+离子(~915 nm)的情况下,Ce3+离子也具有显著发光现象,这表明Ce3+-Yb3+离子间的能量传递是相互的,也能实现上转换过程。此过程的存在将对量子剪裁过程的效率产生重要影响,值得进行更深入的研究。
Abstract
In order to further explore the possibility of improving conversion efficiency of solar cells by quantum cutting materials, the spectral conversion properties of YAG:Ce3+-Yb3+ phosphor are investigated by photoluminescence spectra. Under 457 nm excitation of Ce3+ ions, the samples show additional luminescence in the near-infrared range (~1000 nm) from Yb3+ ions with broad emissions of Ce3+ ions (~540 nm). As a result of quantum cutting, the energy can be transferred from Ce3+ ions to Yb3+ ions in such system. Meanwhile, it is also discovered that under the 915 nm excitation of Yb3+ ions, significant emission of Ce3+ ions can be observed, indicating the energy transfer between Ce3+ and Yb3+ is reversible and up-conversion is possible under certain circumstances. The presence of such a process can strongly influence the efficiency of quantum cutting thus deserves further investigation.

唐靓, 叶慧琪, 肖东. YAG:Ce3+-Yb3+荧光粉的量子剪裁及上转换过程[J]. 光学学报, 2014, 34(s1): s116002. Tang Liang, Ye Huiqi, Xiao Dong. Quantum Cutting and Up-Conversion Process in YAG:Ce3+-Yb3+ Phosphors[J]. Acta Optica Sinica, 2014, 34(s1): s116002.

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