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Sr_3Al_2O_6∶Tb^(3+),Yb^(3+)荧光粉的近红外量子剪裁效应

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发光学报 2017年第4期38卷 423-429页

作者：刘艳花拜文霞耿中荣冯利邦兰州交通大学机电工程学院甘肃兰州730070

硅材料带隙与太阳光子光谱的失配导致了比较严重的光子损失,大大降低了硅太阳能电池的效率。为了减少入射光子的损失,可以利用具有近红外量子剪裁效应的光谱转换材料来提高硅太阳能电池的效率。本研究采用溶胶凝胶法制备了Sr_3Al_2O_6∶... 详细信息

硅材料带隙与太阳光子光谱的失配导致了比较严重的光子损失,大大降低了硅太阳能电池的效率。为了减少入射光子的损失,可以利用具有近红外量子剪裁效应的光谱转换材料来提高硅太阳能电池的效率。本研究采用溶胶凝胶法制备了Sr_3Al_2O_6∶Tb^(3+),Yb^(3+)荧光粉,并研究了其近红外量子剪裁效应。实验结果表明:在320 nm的紫外光激发下,Sr_3Al_2O_6∶Tb^(3+),Yb^(3+)荧光粉发射出Tb^(3+):5D4→~7F_j的可见光;另外,由于Tb^(3+)、Yb^(3+)离子之间的合作能量传递,得到了Yb^(3+):~7F_(5/2)→7F7/2的近红外发光。荧光寿命衰减证明Tb^(3+)到Yb^(3+)之间的确存在合作能量传递,而且存在量子剪裁效应,其中,能量传递效率为35.9%,量子剪裁效率为135.9%。由于Yb^(3+)的发射光谱与硅太阳能电池的吸收匹配,Sr_3Al_2O_6∶Tb^(3+),Yb^(3+)荧光粉有可能作为潜在的光谱转换材料应用于硅太阳能电池以提高其光电转换效率。

关键词： Sr3Al2O6 Tb^3+ Yb^3+ 量子剪裁合作能量传递

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三光子量子剪裁系统后置提高太阳能电池效率

光谱学与光谱分析 2015年第2期35卷 325-328页

作者：姚文婷陈晓波程欢利周固邓志威李永良严大东彭芳麟北京师范大学物理系与应用光学北京重点实验室北京100875

稀土离子材料量子剪裁的研究能有效的提高基质发光材料的发光效率,近年来量子剪裁也不断的在太阳能电池领域取得比较重要的位置。利用稀土离子掺杂材料能有效的获得三光子量子剪裁能拓展太阳光谱的响应范围,同时在太阳能电池中产生多个... 详细信息

稀土离子材料量子剪裁的研究能有效的提高基质发光材料的发光效率,近年来量子剪裁也不断的在太阳能电池领域取得比较重要的位置。利用稀土离子掺杂材料能有效的获得三光子量子剪裁能拓展太阳光谱的响应范围,同时在太阳能电池中产生多个电子空穴对,电子空穴对多元化有效的减少能量损失以及太阳光谱利用范围的拓宽有效提高了太阳能电池的效率。根据量子剪裁的理论设置相应的具有下转换系统太阳能电池的物理模型及等效电路图,根据太阳能电池效率计算的细致平衡原理求得其最大的极限效率。把稀土离子三光子量子剪裁应用于实际太阳能电池的应用价值进行粗略的估算,三光子量子剪裁系统后置太阳能电池时可以得到最大效率为58.58%,与Trupke双光子下转换模型相比效率有很大的提高。三光子系统后置太阳能电池理论模型的设置比较好的证明了稀土材料三光子量子剪裁对于推进太阳能电池课题的发展具有重要意义。

关键词：太阳能电池极限效率量子剪裁三光子

Pr^(3+),Yb^(3+)双掺的CaWO_4荧光粉的近红外量子剪裁

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光子学报 2015年第7期44卷 152-156页

作者：李云青崔彩娥黄平王磊田跃贾海珍太原理工大学物理与光电工程学院太原030024 太原理工大学新型传感器与智能控制教育部与山西省重点实验室太原030024

采用高温固相法制备了近红外量子剪裁CaWO4∶Pr3+,Yb3+荧光粉,利用X射线衍射及荧光光谱手段研究了不同浓度Yb3+掺杂对样品的物相及发光性能的影响.X射线衍射结果表明所制备的样品均为纯相白钨矿结构的CaWO4.在453nm光激发下,可以观察到... 详细信息

采用高温固相法制备了近红外量子剪裁CaWO4∶Pr3+,Yb3+荧光粉,利用X射线衍射及荧光光谱手段研究了不同浓度Yb3+掺杂对样品的物相及发光性能的影响.X射线衍射结果表明所制备的样品均为纯相白钨矿结构的CaWO4.在453nm光激发下,可以观察到中心波长位于1 001nm,1 030nm和1 048nm的三个近红外发射峰,它们分别对应于Yb3+的2F5/2→2F7/2和Pr3+的1D2→3F4的跃迁.为了进一步研究Pr3+-Yb3+间能量传递,测量了不同Yb3+浓度下Pr3+的3P0能级(652nm)的寿命衰减曲线,观察到随着Yb3+浓度的增加,Pr3+离子的寿命逐渐缩短,表明Pr3+与Yb3+的能量传递效率和量子效率逐渐提高.经过计算,最高量子效率约为166.9%.该材料有助于提高硅太阳能电池的光电转换效率.

关键词：量子剪裁近红外高温固相法 CaWO4荧光粉稀土离子能量转移量子效率

Ce^(3+)和Yb^(3+)共掺杂的Y_3Al_5O_(12)可见及量子剪裁近红外发光性质

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发光学报 2014年第8期35卷 891-896页

作者：张继森张立国任建岳段配华骆永石赵海峰吕少哲中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033

室温下观察了YAG∶Ce和YAG∶Ce,Yb材料在可见以及近红外区域的发光特性,并通过对Ce3+的5d能级辐射跃迁寿命以及Yb3+的2F5/2能级布居时间和辐射跃迁寿命的比较研究,提出了光诱导的电荷转移态以及电荷转移辐射跃迁的能量传递机制,同时借... 详细信息

室温下观察了YAG∶Ce和YAG∶Ce,Yb材料在可见以及近红外区域的发光特性,并通过对Ce3+的5d能级辐射跃迁寿命以及Yb3+的2F5/2能级布居时间和辐射跃迁寿命的比较研究,提出了光诱导的电荷转移态以及电荷转移辐射跃迁的能量传递机制,同时借助于能级图描述了从Ce3+到Yb3+的量子剪裁近红外发光过程。

关键词：稀土近红外发光能量传递量子剪裁

稀土掺杂量子剪裁和上转换发光材料的制备及应用进展

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化工学报 2014年第7期65卷 2620-2628页

作者：孙容瑾邱培宇张春雷高国崔大祥上海交通大学电子信息与电气工程学院仪器科学与工程系薄膜与微细技术教育部重点实验室纳米生物医学工程研究所上海200240

稀土元素特殊的电子构型,使其具有优异的光性能,成为新的发光材料的宝库。在照明显示、分析检测等领域,稀土发光材料近年来已经得到了广泛的应用。而且也有多种不同的稀土发光材料问世,如稀土长余辉发光材料和稀土配合物发光材料等。重... 详细信息

稀土元素特殊的电子构型,使其具有优异的光性能,成为新的发光材料的宝库。在照明显示、分析检测等领域,稀土发光材料近年来已经得到了广泛的应用。而且也有多种不同的稀土发光材料问世,如稀土长余辉发光材料和稀土配合物发光材料等。重点介绍了两种新型的稀土发光材料:拥有高效下转换发光效率的稀土掺杂'量子剪裁'发光材料和在生物医学领域有着巨大潜力的稀土掺杂'上转换'发光纳米晶体。对两种发光材料的发光机理进行了描述,并重点展示了两种材料的制备和应用进展。

关键词：稀土发光量子剪裁上转换

Y3+掺杂对CaGdAlO4:Pr3+,Yb3+荧光粉的微结构及其量子剪裁发光的影响

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光子学报 2020年第5期49卷 147-153页

作者：刘钰刘玉学姜荣云杨健祝汉成严端廷刘春光徐长山东北师范大学物理学院长春130024

采用自蔓延燃烧法结合后期热处理手段制备得到了Y3+/Pr3+共掺杂的CaGdAlO4荧光粉材料.实验结果表明:当用与Gd3+离子半径较近的Y3+来取代Gd3+时,Pr3+的光致发光强度增强,使来自Pr3+的4f-5d跃迁的吸收峰峰值位置发生了从261nm至259nm的蓝... 详细信息

采用自蔓延燃烧法结合后期热处理手段制备得到了Y3+/Pr3+共掺杂的CaGdAlO4荧光粉材料.实验结果表明:当用与Gd3+离子半径较近的Y3+来取代Gd3+时,Pr3+的光致发光强度增强,使来自Pr3+的4f-5d跃迁的吸收峰峰值位置发生了从261nm至259nm的蓝移.在确定Y3+的最优浓度为50%,Pr3+的最优浓度为0.5%时,进一步制备了Y3+/Pr3+/Yb3+共掺杂的CaGdAlO4荧光粉材料,并实现了从深紫外到近红外的量子剪裁.在Yb3+的浓度达到6%时,Yb3+位于980nm的发射峰最强.经计算Y3+/Pr3+/Yb3+共掺杂的CaGdAlO4材料的量子剪裁效率约为168%,优于Pr3+/Yb3+共掺杂的CaGdAlO4荧光粉.此外,在254nm紫外光照射下,Y3+取代Gd3+的策略在一定程度上抑制了CaGdAlO4荧光粉材料的晶格热化现象.综上,用价格更低的Y部分取代Gd,可使CaGdAlO4:Pr3+/Yb3+荧光粉制备成本降低,并进一步优化其量子剪裁性能.该研究对硅空间太阳能电池的应用开发具有实际意义.

关键词：量子剪裁荧光粉光致发光稀土离子 Y3+掺杂

水溶性β-NaYF4:Tb^3+,Yb^3+@β-NaYF4核壳纳米颗粒的增强量子剪裁荧光

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硅酸盐学报 2017年第4期45卷 523-528页

作者：于志鹏林林王哲哲冯卓宏郑标杨开禧郑志强福建师范大学物理与能源学院、福建省量子调控与新能源材料重点实验室福州350117 福建省半导体光电材料及其高效转换器件协同创新中心福建厦门361005

采用共沉淀法分别合成油性β-NaYF_4:Tb^(3+),Yb^(3+)和β-NaYF_4:Tb^(3+),Yb^(3+)@β-NaYF_4纳米颗粒,通过盐酸酸洗改性处理获得水性β-NaYF_4:Tb^(3+),Yb^(3+)和β-NaYF_4:Tb^(3+),Yb^(3+)@β-NaYF_4纳米核壳结构。表征了油性/水性纳米颗粒的形貌和量子剪裁近红外荧光发射性能。结果表明:制备的油性/水性β-NaYF_4:Tb^(3+),Yb^(3+)纳米颗粒呈球状,油性/水性β-NaYF_4:Tb^(3+),Yb^(3+)@β-NaYF_4纳米颗粒呈棒状;但水性纳米颗粒的尺寸均小于油性的;水性纳米颗粒在水溶液中具有良好的分散性。水性β-NaYF_4:Tb^(3+),Yb^(3+)@β-NaYF_4纳米颗粒溶液相比于相同溶液浓度和稀土掺杂浓度的油性β-NaYF_4:Tb^(3+),Yb^(3+)@β-NaYF_4和水性β-NaYF_4:Tb^(3+),Yb^(3+)纳米颗粒溶液,其量子剪裁荧光分别增强了1.6倍和3.4倍。这是由于β-NaYF_4隔离层的存在,改性既去除了油酸,又不会在发光中心附近产生缺陷,从而得到了较强的量子剪裁荧光。

关键词：氟化钇钠纳米颗粒核壳结构水性量子剪裁

LiKGdF_5∶Er^(3+),Sm^(3+)单晶的VUV光谱和量子剪裁

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核技术 2004年第12期27卷 909-913页

作者：董宁徐美张慰萍尹民陶冶 Makhov V N Khaiduhov N M Krupa J C 中国科学技术大学结构分析重点实验室物理系中国科学院高能物理研究所同步辐射实验室 Lebedev Physical Institute Moscow 117924 Russia Kurnakov Inshote of General and Inorganic Chemistry Moscow 117907 Russia Institude Pbysiquc Nucléaire CNRS-IN2P3 91406 Orsay CedexFrmce

报道了LiKGdF_5:Er(2%),Sm(0.4%)单晶在紫外激光(三倍频Nd:YAG激光,355nm)和同步辐射真空紫外光激发下的光谱特性,讨论了不同激发下Er^(3+)离子和Sm^(3+)离子的相对发射强度及其物理机理。通过真空紫外激发光谱的测量,确定了本材料中Sm^... 详细信息

报道了LiKGdF_5:Er(2%),Sm(0.4%)单晶在紫外激光(三倍频Nd:YAG激光,355nm)和同步辐射真空紫外光激发下的光谱特性,讨论了不同激发下Er^(3+)离子和Sm^(3+)离子的相对发射强度及其物理机理。通过真空紫外激发光谱的测量,确定了本材料中Sm^(3+)离子的4f^45d吸收带以及Er^(3+)离子的4f^(10)5d吸收带的能量位置。实验结果表明,当激发Er^(3+)的4f^(10)5d吸收带,可以产生量子效率大于100%的量子剪裁现象,并给出了其物理模型。

关键词： LiKGdF5:Er(2%) Sm(0.4%)单晶真空紫外光谱量子剪裁

Ce^(3+)-Yb^(3+)共掺YAG荧光粉量子剪裁发光的浓度及温度特性

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发光学报 2016年第12期37卷 1445-1450页

作者：李路娄朝刚谢宇飞东南大学电子科学与工程学院江苏南京210096 三江学院电子信息工程学院江苏南京210012

采用高温固相法制备了不同掺杂浓度的YAG∶1%Ce^(3+),x%Yb^(3+)(x=5,10,15,20,25)系列荧光粉。在450 nm蓝光激发下,测试了样品的发射光谱,得到了中心波长在550 nm的可见宽带发射(Ce^(3+):5d→4f)和1 030 nm的近红外发射(Yb^(3+):2F_(5/2)→2F_(7/2))。可见和近红外发射强度随Yb^(3+)掺杂浓度的变化表明Ce^(3+)到Yb^(3+)存在能量传递过程,并得到Yb^(3+)的猝灭浓度为15%。在低温条件下(80~300 K)测试YAG∶1%Ce^(3+),15%Yb^(3+)样品的发射光谱和拉曼光谱,通过对其量子剪裁发光温度特性的分析,描述了基质声子在Ce^(3+)到Yb^(3+)的能量传递过程中起到的重要作用。

关键词：量子剪裁猝灭浓度温度特性能量传递