ZnO基上轉換發(fā)光薄膜組織與性能的研究.pdf

1、太陽能光伏產(chǎn)業(yè)因其清潔、可再生而成為最有潛力的新興能源產(chǎn)業(yè)之一。目前，硅基太陽能電池占據(jù)了市場的主導地位，其對太陽光譜的可見光，特別是黃綠光敏感，而對于占太陽光譜能量50％以上的紅外光不敏感。為了提高太陽能電池的光電轉換效率，可以利用上轉換發(fā)光薄膜來增強太陽能電池對近紅外光的響應。
　　本課題以醋酸鋅為前驅體，乙二醇甲醚為溶劑，乙醇胺為穩(wěn)定劑，摻雜適量的硝酸鈥和硝酸鐿作為發(fā)光中心和敏化劑，采用溶膠-凝膠法和旋轉鍍膜工藝制備了Ho3

2、+/Yb3+共摻雜的ZnO上轉換發(fā)光薄膜。通過熒光光譜儀等測試手段，分別研究了激活劑濃度、敏化劑濃度和熱處理溫度對ZnO上轉換發(fā)光薄膜組織與性能的影響。主要內容如下:
　　(1)研究激活劑Ho3+離子濃度對Ho3+/Yb3+共摻ZnO上轉換發(fā)光薄膜組織與性能的影響。隨著隨著Ho3+離子濃度的不斷提高，薄膜的上轉換發(fā)光強度先增大后減小。當離子摻雜濃度達到7 mol％，ZnO上轉換發(fā)光薄膜的表面形貌，最為均勻致密，薄膜對近紅外光的透過

3、率達到最低，且該樣品具有最高的結晶度和最高的紅綠上轉換發(fā)光強度。
　　(2)研究敏化劑Yb3+離子濃度對Ho3+/Yb3+共摻ZnO上轉換發(fā)光薄膜組織與性能的影響。隨著Yb3+離子濃度的逐漸增多，薄膜的發(fā)光強度先增大后減小。當離子摻雜濃度為Ho3+的2倍（約為14 mol％），薄膜表面的顆粒分布相對均勻，顆粒尺寸大小均一。同時ZnO晶粒的尺寸最大，結晶度最高，薄膜的紅綠熒光發(fā)光強度也最大，繼續(xù)增大Yb3+離子濃度會發(fā)生濃度猝滅的現(xiàn)