Tb3+-Yb3+摻雜納米晶和玻璃的近紅外量子剪切性質(zhì)研究.pdf

1、傳統(tǒng)的化石能源均為不可再生能源，長期使用將會(huì)造成能源的枯竭，因此太陽能作為一種新型可再生資源倍受人們關(guān)注。然而對(duì)于硅基太陽能電池，由于熱損失的存在，電池的轉(zhuǎn)換效率仍處在很低的水平。近紅外量子剪切是指將一個(gè)可見波段光子轉(zhuǎn)換為兩個(gè)波長在1μm附近的近紅外光子。因此通過量子剪切可以大大降低電池的熱損失，進(jìn)而提高電池效率。基于以上目的，本文對(duì)Tb3+-Yb3+體系量子剪切現(xiàn)象和性質(zhì)進(jìn)行了研究。
　　開展了近紅外量子剪切檢測(cè)和評(píng)價(jià)方法的研究

2、。設(shè)計(jì)并建立了研究所需的吸收光譜測(cè)量裝置、熒光光譜測(cè)量裝置以及時(shí)間分辨光譜測(cè)量裝置。在時(shí)間分辨光譜測(cè)量中，利用電光調(diào)制器對(duì)連續(xù)激光束的偏振方向進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)光強(qiáng)的調(diào)制。系統(tǒng)的時(shí)間分辨可達(dá)0.02 ms。
　　開展了Tb3+，Yb3+摻雜Y2O3和NaYF4納米晶量子剪切性質(zhì)的研究。利用473 nm激光激發(fā)Tb3+，獲得了Yb3+的1μm附近熒光發(fā)射。對(duì)Y2O3：Tb3+，Yb3+的光譜分析表明：隨Yb3+濃度增加，Tb3+

3、熒光強(qiáng)度和5D4能級(jí)壽命逐漸減小，證明了Tb3+向Yb3+的能量傳遞；Yb3+熒光強(qiáng)度先增加后減小，當(dāng)Tb3+和Yb3+濃度分別為1 mol％和3 mol%時(shí)，Yb3+熒光強(qiáng)度達(dá)最大值，該濃度下的量子產(chǎn)率為110%。研究發(fā)現(xiàn)Yb3+熒光強(qiáng)度與泵浦功率成線性關(guān)系，從而確定了該基質(zhì)中量子剪切為合作能量傳遞機(jī)制。而在NaYF4：Tb3+，Yb3+中，發(fā)現(xiàn)Yb3+熒光強(qiáng)度與泵浦功率呈非線性關(guān)系，為此提出了新的量子剪切模型。
　　開展了Tb

4、3+、Yb3+摻雜氟氧玻璃量子剪切性質(zhì)的研究。利用高溫固相法制備了Tb3+、Yb3+摻雜氟氧玻璃，在473 nm激光激發(fā)下，獲得了較強(qiáng)的熒光發(fā)射。光譜分析表明，Yb3+近紅外熒光最強(qiáng)時(shí)，Tb3+和Yb3+濃度分別為2 mol%和10 mol%，此時(shí)的量子產(chǎn)率為139%。對(duì)Yb3+近紅外熒光的衰變曲線以及功率曲線進(jìn)行探測(cè)，其結(jié)果與速率方程推導(dǎo)結(jié)果一致，進(jìn)一步確定了氟氧玻璃中Tb3+-Yb3+體系量子剪切機(jī)制為二階合作下轉(zhuǎn)換或一階兩步下轉(zhuǎn)換