1 北京师范大学应用光学北京重点实验室与物理系, 北京 100875
2 北京科技大学材料科学与工程学院, 北京 100083
3 国家纳米科学中心纳米材料实验室, 北京 100190
寻找新能源为全球目前面临着的重要课题, 其中最理想的新能源为太阳能。 近红外量子剪裁发光方法可以把硅或锗太阳能电池响应不够灵敏的大能量光子成倍的转换成为太阳能电池响应灵敏的小能量光子, 能够解决光谱失配的问题, 较大幅度的提高太阳能电池的效率。 很有意义。 报道了掺Tm3+Bi3+的铌酸钇磷光粉样品材料的近红外量子剪裁发光的浓度效应。 通过测量激发谱与发光谱, 发现Tm0.058Bi0.010Y0.932NbO4有很强的1 820.0 nm近红外量子剪裁发光; 进一步的分析发现, 它们是由交叉能量传递过程导致的多光子量子剪裁发光; 还发现了有着很强的Bi3+对Tm3+的敏化近红外量子剪裁发光, 302.0 nm光激发导致的Tm0.058Bi0.010Y0.932NbO4相对Tm0.005Y0.995NbO4的1 820.0 nm近红外量子剪裁发光的增强达到175.5倍。 该结果对探索多光子近红外量子剪裁锗太阳能电池比较有意义。
近红外量子剪裁发光 太阳能电池 Near infrared quantum cutting luminescence Tm3+ Tm3+ ion Bi3+ Bi3+ ion YNbO4 YNbO4 Solar cell 光谱学与光谱分析
2016, 36(7): 2042
1 北京师范大学应用光学北京重点实验室与物理系, 北京 100875
2 北京大学化学与分子工程学院, 北京 100871
3 恒光光电有限公司, 福建 福州 350015
4 福晶科技股份有限公司, 福建 福州 350003
5 福建物质结构研究所, 福建 福州 350002
稀土材料的红外和可见量子剪裁对于寻找更好能量效率的发光材料来说都是一个激动人心的发展。发光效率的最大上限值能从100%提高到200%甚至更高。在第一代晶硅太阳能电池与第二代薄膜太阳能电池之后第三代的聚光太阳能电池已成为目前的重点发展方向。现在, 利用稀土材料的近红外量子剪裁发光效应有可能较好的解决太阳光谱与太阳能电池光电响应之间存在的光谱失配的问题, 因此有可能较大幅度的提高太阳能电池的发电效率, 因而具有重要的意义与价值。研究了钒酸钇晶体基质中Yb3+离子的近红外量子剪裁发光现象, 测量了从可见到红外的钒酸钇晶体的发光谱、激发谱与荧光寿命, 测量发现钒酸钇晶体基质能带在约322.0 nm光激发时能导致有效的从钒酸钇晶体基质到Yb3+离子的二级合作能量传递, 进而导致了很强的Yb3+离子的985.5 nm 2F5/2→2F7/2的近红外量子剪裁发光, 同时, 钒酸钇晶体基质的位于430.0 nm的发光强度大幅降低。测量发现: (A) Yb(1.5)∶YVO4晶体的430.0 nm的荧光寿命值为τA=3.785 μs;(B) YVO4晶体的430.0 nm的荧光寿命值为τB=22.72 μs;研究计算发现总的理论量子剪裁效率上限值为η1.5%Yb=183.3%。
近红外量子剪裁 太阳能电池 Yb3+离子 合作能量传递 Near-infrared quantum cutting Solar cell Yb3+ ion YVO4 YVO4 Cooperative energy transfer
1 北京师范大学应用光学北京重点实验室, 北京100875
2 中国科学院物理研究所, 北京100190
3 中国科学院上海光机所, 上海201800
4 北京大学物理学院, 北京100871
5 北京大学化学与分子工程学院, 北京100871
稀土红外量子剪裁为目前国内外的研究热点, 它对于提高太阳能电池的效率从而减低太阳能发电的造价很有意义。 论文综述了稀土红外量子剪裁的研究意义, 在总结了太阳能电池发电和损耗的原理的基础上, 分析了稀土红外量子剪裁提高太阳能电池效率的具体途径。 同时综述了单掺Er3+材料的稀土红外量子剪裁发光现象: 光激发2H11/2能级有很强的4I13/2→4I15/2红外量子剪裁发光, 速率很大的{2H11/2→4I9/2, 4I15/2→4I13/2}交叉能量传递为导致光激发2H11/2能级有高量子剪裁效率的主要原因。
太阳能电池 稀土红外量子剪裁 Solar cell Infrared quantum cutting Rare earth ion 光谱学与光谱分析
2012, 32(10): 2597
频率上转换的研究是光物理学科的热点前沿课题.本文研究的是Er(1 mol%)Yb(10 mol%)共掺的SiO2A1O1.5-PbF2-CdF2氟氧化物玻璃(ErYb:YOG)样品的直接上转换敏化发光机制.……
