研究目的
开发一种新型下转换荧光粉Lu2GeO5:Bi3+,Yb3+,通过增强能量传递和量子产率实现近红外量子剪裁,从而提高硅基太阳能电池的光电转换效率。
研究成果
研究成功证明了Lu2GeO5:Bi3+,Yb3+荧光粉具有65%的高能量传递效率和165%的理论量子产率,并展现出优异的热稳定性。该荧光粉有望通过近红外量子剪裁提升硅基太阳能电池效率,未来工作建议聚焦于实际应用及降低非辐射损耗。
研究不足
该研究在工业应用的可扩展性方面可能存在局限,合成样品中的潜在杂质会影响材料性能,且由于非辐射损耗和浓度猝灭效应,理论量子产率可能无法完全实现。优化掺杂浓度以及在真实太阳能电池条件下进行进一步的稳定性测试,可能是需要改进的方向。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用固态合成法制备荧光粉样品,通过光致发光光谱分析能量传递与量子剪裁过程,理论模型运用Dexter能量传递理论进行机理分析。
2:样品选择与数据来源:
以Lu2O3、GeO2、Yb2O3和Bi2O3(纯度≥99.99%)为原料,在Lu2GeO5基质中合成不同Bi3+/Yb3+浓度比的样品。
3:GeOYb2O3和Bi2O3(纯度≥99%)为原料,在Lu2GeO5基质中合成不同Bi3+/Yb3+浓度比的样品。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:X射线衍射仪(BRUKER D8 ADVANCE)、分光光度计(爱丁堡仪器FLS 920)、量子产率测量系统(滨松C9920-02)、荧光光谱仪(Jobin Yvon Triax 320)及自制高温样品加热装置,材料包括镥、锗、镱、铋的氧化物。
4:0)、量子产率测量系统(滨松C9920-02)、荧光光谱仪(Jobin Yvon Triax 320)及自制高温样品加热装置,材料包括镥、锗、镱、铋的氧化物。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:按配比称量原料→研磨→773K煅烧8小时→二次研磨→1573K空气氛围煅烧5小时→冷却→三次研磨;表征手段包含XRD物相分析、激发/发射光谱、衰减曲线、变温PL及量子产率测试。
5:数据分析方法:
采用单/双指数衰减拟合、阿伦尼乌斯方程评估热稳定性,基于Dexter理论解析能量传递机制(未注明具体软件工具)。
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X-ray diffractometer
D8 ADVANCE
BRUKER
Measure phase purity of phosphor samples
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Spectrophotometer
FLS 920
Edinburgh Instruments
Record photoluminescence excitation, emission, decay curves, and temperature-dependent spectra
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Quantum yield measurement system
C9920-02
Hamamatsu Photonics K.K.
Measure quantum yields of phosphors
暂无现货
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Fluorospectrometer
Triax 320
Jobin Yvon
Measure high-temperature photoluminescence spectra
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Ozone-free xenon lamp
Excitation source for steady-state measurements
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