论文部分内容阅读
随着经济的快速增长,能源消耗越来越多,能源供应十分紧张,寻找新的可再生能源成为人们迫不及待解决的问题。太阳能是一个洁净的、无污染的可再生能源,而且太阳能取之不尽,用之不竭。太阳能电池作为直接利用太阳能的重要手段,广泛受到人们的亲睐。太阳能电池已经应用到了多个领域,大到航空航天,小到家用电器。目前太阳能电池的光电转换效率比较低,其中一个重要的原因就是电池吸收波段比较窄,对于短波的紫外光和长波的红外光不能有效吸收。而太阳光中紫外光占3％,红外光占53%,如此巨大的能量要是能被电池利用,对提高电池效率肯定有效。一个简单实用的方法是在电池上引入转光材料。转光是指将太阳能电池不能吸收的光转为能被电池利用的光。转光包括短波紫外转光和红外长波转光,即上转换和下转换。 首先用微波法进行快速合成能将红外光转为可被电池吸收的红绿光的上转换材料Zn2SiO4:Yb3+,Er3+。为了提高该材料的转光效率,引入了Li+和Bi3+离子,发现适量的Li+使得上转换绿光增强了6倍,红光增强了3倍。适量的Bi3+使得上转换红绿光均增强了20倍。利用Eu3+探针分析上转换增强的原因。 其次,采用高温固相法制备了能有效吸收紫外光和蓝光区域的光并将其转为能被电池有效利用的绿色荧光材料Zn2SiO4:Mn2+。为了合成单相的硅酸锌,采取了三步高温固相法。为了提高Zn2SiO4:Mn2+材料的荧光强度,引入了助熔剂H3BO3和ZnF2,发现H3BO3能提高发光强度,ZnF2对发光起负作用。在此基础上引入稀土离子Yb2+和Tb3+,发现两稀土离子均能增强Mn2+的发光,发光分别提高2.2和2.8倍。 同时用高温固相法合成了能广泛吸收紫外到蓝光区域的光转为黄光的Ca2ZnSi2O7:Eu2+荧光材料。为了提高发光亮度,引进了助熔剂H3BO3和CaF2,发现这两种助熔剂均能有效提高发光强度,掺CaF2提高的更多,为5.34倍。在掺CaF2的Ca2ZnSi2O7:Eu2+基础上,引入NH4H2PO4与Al2O3的混合物,发现适量的P5+和Al3+使发光再增强了1.38倍。向该材料掺入Dy3+后有余辉现象,共掺H3BO3和CaF2的材料余辉得到大大增强。