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随着社会的高速发展,能源的不断消耗,传统化石储量越来越少,为了应对将来可能出现的能源危机,人们一方面正积极地开发新的节能设备。其中绿色环保,高效低能耗的LED(发光二极管)正成为节能设备研究的重点之一,LED用的荧光粉的关键在于:荧光粉能被紫外光(350~410 nm)或蓝光(450~470 nm)有效激发,而且发光效率高;另一方面是寻找新的替代能源。太阳能是一种绿色环保而且取之不尽用之不竭的能源成为研究的重点。目前对太阳能的利用已开展了广泛的研究并已经取得一定的进展。各种太阳能电池产品逐步进入到人们的日常生活当中。如何提高太阳能电池对太阳能的利用率降低生产成本已成为目前太阳能领域研究的热点之一。提高太阳能电池效率的方法之一是利用荧光粉对太阳光谱进行修饰,从而使太阳能电池的芯片有更宽的响应范围。
本学位论文目标是寻找合适的可用于单晶硅太阳能电池用的荧光粉,以及可用于LED的荧光粉。主要是采用传统的高温固相法合成了系列的荧光粉,使用X射线粉末衍射来测定合成荧光粉的相的纯度,用漫反射光谱、激发光谱、发射光谱和荧光衰减寿命等来表征荧光粉的一些发光性质。本论文所取得的实验结果如下:1.首次合成了一系列的钼酸钆单掺Yb3+荧光粉,X射线粉末衍射实验数据表明得到的钼酸钆单掺Yb的荧光粉都是纯相,属于单斜晶系。漫反射光谱表明该基质的吸收范围比较宽,吸收的波长范围可以达到近450nm。激发光谱的宽峰也覆盖到了近450nm,发射光谱表明样品在973nm处有强的发射,这些光谱性质表明这种荧光粉可能成为太阳能电池光谱修饰用的一种材料。2.合成了一系列的钼酸钆单掺Eu3+,探讨了Eu3+掺杂浓度与发光强度的关系,找到了在钼酸钆体系中最佳的Eu3+。3.首次合成了一系列的钼酸钆Eu3+,Yb3+双掺荧光粉。通过对单掺Eu3+样品,单掺Yb3+样品,以及Eu3+,Yb3+双掺样品的激发光谱的对比,证明钼酸钆Eu3+,Yb3+双掺样品中存在Eu3+和Yb3+之间的能量传递。除对比激发光谱外,还对钼酸钆Eu3+,Yb3+双掺样品测试了Eu3+荧光衰减曲线,研究了固定Eu3+浓度下,Eu3+荧光寿命随Yb3+浓度的关系,并找到最佳的Yb3+浓度。
4.合成了一系列钼酸钆单掺Eu3+的样品,用三价铋离子初步取代其中的钆离子,探索铋离子的加入对Eu3+发光性能的影响。