折射率对碳点基发光太阳能聚光器光电性能的影响

作     者：白静静 许凤利 李鹏炬 李歆 徐文军 翟燕 BAI Jingjing;XU Fengli;LI Pengju;LI Xin;XU Wenjun;ZHAI Yan

作者机构：太原工业学院材料工程系山西太原030008 太原科技大学应用科学学院山西省光场调控与融合应用技术创新中心山西太原030024 山西量界数字科技有限公司山西太原030021 

出 版 物：《发光学报》 (Chinese Journal of Luminescence)

年 卷 期：2024年第45卷第10期

页      面：1724-1731页

核心收录：

学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：山西省基础研究计划(202203021212332 202203021211211 202203021212330) 

主　　题：晶态碳点 光波导介质 折射率 发光太阳能聚光器 光电转换效率 

摘      要：发光太阳能聚光器作为一种新型的实现低成本电力的潜在光伏技术已经引起了广泛的关注。选择合适的荧光基质和性能优异的光波导介质成为该技术得以推广应用的关键。目前,多数研究者把目光聚焦在荧光基质光学性能的提高上,对光波导介质性能的优化却鲜有报道。本文使用邻苯二甲酸和邻苯二胺两种前驱体,一步微波法快速高效地合成了一种晶态碳点。鉴于该碳点具有绿色荧光,荧光量子产率超过80%,并且吸收和发射光谱间存在较大的斯托克斯位移,适合作为新型太阳能聚光器用荧光基质。另外,采用预聚体法制备了高透明的聚氨酯膜,并作为发光太阳能聚光器用光波导介质研究了其光学性能。通过引入硫元素,该薄膜的折射率从1.483提高到1.547,这直接导致利用所制备的碳点作为荧光基质封装的聚氨酯薄膜型发光太阳能聚光器器件的光电转换效率提升了41%。该结果不仅证实了聚氨酯作为光波导介质的可行性,更为通过改良光波导介质的折射率来提高光传输的研究方法提供了实验依据。