溶膠-凝膠法制備gdobi ,yb 熒光粉及發(fā)光性能研究

1、溶膠凝膠法制備Gd2O3：Bi3Yb3熒光粉及發(fā)光性能研究(2)沈陽化工大學學士學位論文第二章實驗部分溶膠凝膠法制備Gd2O3:BiYb發(fā)光材料及性能測試開題報告33一、研究背景及本課題的研究內(nèi)容限于太陽能電池本身的光譜響應特性其只能利用入射光譜中的低頻部分光子造成了光能的損失因而轉(zhuǎn)化效率較低。為此在電池的上表面引入“轉(zhuǎn)光層”其中包含的轉(zhuǎn)光材料首先吸收電池光譜響應較差的短波長光子(一般300~500nm)再11沈陽化工大學學士學位論文第

2、二章實驗部分發(fā)射出光譜響應性好的波長較長的光子提高電池的光譜響性進而提高太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率。近年來隨著轉(zhuǎn)光材料的豐富和性能的提高應用轉(zhuǎn)光層來提高太陽能電池效率的研究取得了顯著的成果但是距離其工業(yè)化應用仍有很多難題亟待解決。光伏技術通過半導體材料將太陽光轉(zhuǎn)化為電能節(jié)約了寶貴的能源而且實現(xiàn)了溫室氣體的零排放因而具有廣闊的發(fā)展前景。Chapin等[1]在(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)、镥(Lu)，以及與鑭系的15個元素密切相關的兩個元素—

3、—鈧(Sc)和釔(Y)共17種元素，稱為稀土元素。2.2稀土離子的電子結(jié)構特點稀土元素是指鋼系元素加上同屬ⅢB族的鈧Se和釔Y，共17種元素。稀土離子在固體中一般呈現(xiàn)三價，鑭系元素中的某些元素還有二價和四價。4f電子軌道全空、半充滿和全充滿電子的離子為穩(wěn)定態(tài)，可做發(fā)光材料的基質(zhì)，如La3，Gd3和Lu3是非常好的基質(zhì)材料。La和Gd右側(cè)的三價離子(Ce3、Pr3和Tb3)的4f軌道中比穩(wěn)定態(tài)多一或二個電子，為趨于穩(wěn)定態(tài)，它們易失去一個電

4、子而被氧化為4價在Gd和Lu左側(cè)的sm3，Eu3和Yb3比穩(wěn)定態(tài)少一或二個電子，為趨于穩(wěn)定態(tài)，它們易被還原為2價。表1.2為稀土離子各價態(tài)的電子結(jié)構。表1.2各稀土元素原子的電子層結(jié)構12沈陽化工大學學士學位論文第二章實驗部分2.3稀土離子的發(fā)光原理從稀土原子的電子構型中可看出，當稀土元素參加化學反應時，首先，稀土元素提供兩個6s電子軌道和一個f電子軌道雜化成三個等能量狀態(tài)的雜化軌道6s24f1，雜化的結(jié)果是使這三個電子的能量趨于一致，