水热法合成染料敏化太阳能电池薄膜电极及其性能

目的研究不同水热反应条件对薄膜太阳能电池性能的影响,使其光电转换效率达到较高水平.方法采用通常的水热合成方法制备纳米Ti O2和掺Zn2+纳米Ti O2,用其组装染料敏化太阳能电池,利用紫外可见光谱测试分析不同薄膜样品对染料的吸附量和吸光特性,利用标准太阳光模拟器和数字源表测定电池的光电转换效率,利用扫描电子显微镜观察薄膜形貌.结果用180℃水热反应12 h合成的纳米Ti O2制作成的电池,所得光电转换效率最高可达到4.00%.用200℃水热反应12 h并且掺杂Zn2+的纳米Ti O2制作成的电池,所得光电转换效率最高可达3.65%.纳米Ti O2薄膜对染料的吸附量最高可达2.51×10-7mol/cm2.结论扫描电镜观察揭示出样品的孔结构丰富,有较小的粒径,说明水热合成法制备的纳米Ti O2薄膜电极具有较大的比表面积.当230℃水热反应12 h时,Ti O2薄膜对染料的吸附量最大.当180℃水热反应12 h时,染料敏化太阳能电池的光电转换效率最大.Zn2+的掺杂并未改善薄膜电极的光电特性.     

Er3+/Y3+/Yb3+共掺杂氧化铝光致发光增强研究

采用sol-gel法制备了不同摩尔比例的Er3+/Y3+/Yb3+共掺杂Al2O3粉末.X射线衍射(XRD)结果表明各样品均以δ-Al2O3为主相.利用荧光光谱仪测试各样品的光致发光(PL)谱,结果表明Y3+的共掺杂明显的提高了Er3+的PL强度.Er3+/Y3+/Yb3+共掺杂Al2O3粉末的PL强度随着Yb3+浓度呈先增大后减小的变化,Er3+∶Y3+∶Yb3+的摩尔比例为1∶20∶10时,样品的PL强度在Y3+共掺杂的Er3+∶Al2O3粉末的PL强度提高了7倍的基础上进一步提高了近4倍,说明Er3+/Y3+/Yb3+的共掺杂能够更有效地提高Er3+的PL强度.     

水热法合成Y2O3 ∶ Yb3+,Er3+上转换材料及发光特性

以Y2O3,Yb2O3和Er2O3为原料,利用水热法制备Y2O3,Yb3+,Er3+纳米上转换材料.通过X射线粉末衍射、扫描电镜和透射电镜对材料的晶型、成分、粒径及表面形貌进行分析.实验结果表明:所得粉体的晶型为立方晶系,晶粒为圆球形,平均粒径为20 nm.在波长为980 nm半导体激光器激发下产生绿色和红色的上转换荧光;改变Yb3+,Er3+的掺杂比例,激发产生的绿光和红光的荧光强度随Yb3+,Er3+掺杂比例的改变而发生变化.     

一种有效的上转换荧光粉Y3O4Br∶Er3+

采用高温固相法合成了纯相的Y3O4Br∶Er3+(n(Y3+)∶n(Er3+)=1%,下同)上转换荧光粉,并用X射线衍射对其结构进行了表征.研究了在514.5 nm激光激发下Y3O4Br∶Er3+的斯托克斯发射光谱及980,785 nm激光激发下Y3O4Br∶Er3+上转换发射光谱.通过上转换发光强度对泵浦激光功率的依赖关系研究了上转换发光机制,证明了样品的绿光和红光上转换发射均是双光子过程.值得关注的是,Y3O4Br∶Er3+样品在泵浦密度约为0.33 mW/mm2(980 nm)激光的激发下,可以观察到很强的绿光发射,这表明Y3O4Br∶Er3+荧光粉是一种有效的上转换荧光粉.     

太阳光照射下Sm3+-Ce3+/TiO2降解有机染料废水

为提高TiO2 的光催化性能，采用溶胶-凝胶法合成了不同Sm3+,Ce3+掺杂量,不同焙烧温度的TiO2 光催化剂，并对所制得的样品进行了系统的表征和光催化活性研究。SEM，XRD 和 FT-IR结果表明：所得粉体均为锐钛矿相纳米TiO2,稀土Sm3+，Ce3+掺杂能细化晶粒，提高样品热稳定性；以孔雀石绿为目标降解物的光催化实验表明：400 ℃焙烧，当Sm3+，Ce3+掺杂量为5%时其光催化活性最好，太阳光自然照射，常温常压下，加1 mL 30% H2O2的氧化剂，降解6 h降解率达到83%。
     

Y3Al5O12基质中Dy3+的浓度猝灭机制

采用溶胶-凝胶/燃烧合成法制备不同掺杂浓度的Dy:Y3Al5O12(YAG)发光粉体。分析基质晶体结构、Dy3+掺量对Dy3+光致发光性能的影响,并探讨Dy3+在Y3Al5O12基质中的自身浓度猝灭机制。根据激发光谱,Dy:YAG的主激发峰位置在353 nm,对应Dy3+的6H15/2→6P7/2跃迁。在Dy:YAG晶体结构中,Dy3+取代Y3+的位置具有D2对称性,故Dy:YAG的蓝光发射强度要高于黄光发射强度,且Dy3+最佳摩尔分数为0.02;Dy3+的4F9/2→6H15/2、6H13/2跃迁发射的浓度猝灭机制均为相邻中心的电偶极-电偶极相互作用引起的交叉弛豫(4F9/2+6H15/2→6H9/2+6F3/2)所造成的。     

下转换发光粉体SrAl2O4:Eu2,Dy3+在硅太阳能电池中的应用

采用化学共沉淀法结合水热处理方法制备了颗粒尺寸约为40 nm的发光粉体SrAl2O4:Eu2+,Dy3+。荧光光谱测试显示,该粉体在受到250～450 nm紫外光激发后可发射出约510 nm的可见光,且发射光与激发光强接近,因此该粉体具有下转换功能特性。将质量分数10%的SrAl2O4:Eu2+,Dy3+与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)在N,N-二甲基甲酰胺溶剂中充分混合后,采用丝网印刷技术将其涂覆于市售硅太阳能电池板上形成覆盖下转换薄膜的太阳能电池,对涂覆和未涂覆下转换材料的太阳能电池进行了光电性能测试,结果表明涂覆下转换材料的太阳能电池的开路电压和短路电流均得到提高,并且电池的光电转化效率从7.96%提高至8.96%,提高了1%。     

Ba(Y1-xCex)2Si3O10的光声光谱分析研究

室温条件下测定了Ba(Y1-xCex)2Si3O10(x=0.05,0.07,0.09)的漫反射吸收光谱、光声振幅谱和光声相位谱.由于高浓度掺杂使得Ce3+与Ce3+之间发生有效能量传递,从而导致Ba(Y1-xCex)2Si3O10(x=0.05,0.07,0.09)的漫反射吸收光谱强度依次降低,光声光谱强度依次增大.利用光声振幅谱结合相位谱的方法研究发光效率随掺杂浓度的变化,发现Ba(Y1-xCex)2Si3O10(x=0.05,0.07,0.09)3种不同掺杂浓度试样的发光效率依次降低.     

Y2O3掺杂对WO3压敏非线性及介电性能的影响

在Y2O3掺杂量(摩尔分数)为0.2%～2%的范围内研究了Y2O3掺杂对WO3的非线性伏安特性及介电性能的影响.实验结果表明:随Y2O3掺杂量的增加,样品的非线性系数先增大后减小,在Y2O3掺杂量为0.8%附近达到最大值(3.61);样品的介电常数(在1kHz频率下测量)也是先增大后减小,其最大值(1.16×104)出现在Y2O3摩尔分数为1.2%附近的样品中.测量了各样品的阻抗频率依赖关系,并由此估算了不同Y2O3含量样品的晶粒电阻,利用德拜弛豫关系式解释了Y2O3掺杂引起WO3介电常数与晶粒电阻变化的关系.Y2O3掺杂的WO3陶瓷是一种新型的压敏电容材料.     

蓝色荧光粉Y2GeO5:Bi3+,Tm3+的制备及其发光性能研究

采用固相法制备蓝色荧光粉Y2GeO5:Bi3+,Tm3+,通过X衍射分析、扫描电镜观察、激光粒度分析和光致发光光谱分别对其物相、形貌、粒度、发光性能进行表征,并研究了Bi3+和Tm3+离子掺杂量对其发光性能的影响。结果表明:Bi3+和Tm3+分别作为敏化剂和激活剂进入到Y2GeO5的晶格中,其最佳掺杂量(摩尔分数)分别为1.5%和2%;Y2GeO5:Bi3+,Tm3+荧光粉的D50约为7.11μm。激发光谱由314 nm宽峰和355 nm锐利峰组成,前者是由于Bi3+离子和基质激发峰复合而成;在314 nm激发下,荧光粉发射365 nm宽峰和455 nm锐利峰;掺杂Bi3+离子可以使Y2GeO5Tm3+的发光强度提高4倍。蓝色荧光粉Y2GeO5:Bi3+,Tm3+可应用于UV-LED器件中。     

（Y，Ce，Sm）（Mg，Mn）B_5O_（10）中Sm~（3＋）的发光与Mn~

研究了（Ｙ，Ｃｅ，Ｓｍ）（Ｍｇ，Ｍｎ）Ｂ５Ｏ（１０）中Ｓｍ（３＋）和Ｍｎ（２＋）的发光性质，Ｍｎ（２＋）浓度对Ｓｍ（３＋）发射的影响．着重讨论了Ｍｎ（２＋）对Ｓｍ（３＋）发射的敏化作用及能量传递机理．     

机械力化学法合成SrZnO_2:Sm~(3+)及发光性能

采用机械力化学法与热分解相结合的方法合成了SrZnO2:Sm3+粉体。用热重—差热(TG-DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、荧光(FL)对样品进行了结构、形貌及发光性能表征。结果表明,样品粒径为100~300nm,在409 nm波长激发下,样品发红光,发射主峰为606 nm,对应于Sm3+离子的5G5/2→6H7/2跃迁,并且研究了Sm3+的最佳掺杂浓度,其浓度较低仅为1.0%。     

GdBO_3中Bi~(3+)、Sm~(3+)的发光和能量传递

研究了在紫外光(UV)激发下,Bi~(3+)、Sm~(3+)单掺杂和共掺杂的GdBO_3的发射光谱、激发光谱及发光强度随组成变化的规律。发现在GdBO_3:Bi,Sm体系中,Bi~(3+)和Gd~(3+)对Sm~(3+)的发光均有敏化作用。Bi~(3+)的绝大部分能量是通过Bi~(3+)→Gd~(3+)→(Gd~(3+))_n→Sm~(3+)途径传递给Sm~(3+)的,Gd~(3+)在能量传递中起中间体作用。研究了Bi~(3+)→Sm~(3+)的能量传递机理为电偶极—电偶极相互作用的共振传递。根据406nm激发下GdBO_3:Sm体系中Sm~(3+)发光强度与浓度的关系,证明了Sm~(3+)自身浓度猝灭的机理也为电偶极—电偶极相互作用。     

Dy3+/Eu3+共掺钒酸钇荧光粉的合成及发光性质研究

采用高温固相合成法制备了Y1-x VO4:Dy3+x和Y0.994-yVO4:Dy3+0.006,Eu3+y系列样品,通过XRD确定其晶体结构.研究其荧光性质发现,Dy3+在YVO4中可同时发射出483 nm(蓝光)和573 nm(黄光)荧光,分别归属于4F9/2→6H15/2和4F9/26H13/2的能级跃迁,且Dy...     

Y2 O3:Eu空心球的合成及其发光性能研究

以吡啶-2,5-二羧酸为配体,通过简单的混合溶剂热法制备了铕离子掺杂的钇基配位聚合物超微球,其粒径约为350 nm.在800℃煅烧4 h后得到了Y2 O3:Eu空心超微球.用SEM、TEM、XRD等方法对合成的产物进行了表征.此外,对掺杂不同浓度Eu3+的Y2 O3:Eu空心超微球的发光性能进行了研究.结果表明:当掺杂铕的摩尔分数为5;时,其发光强度最强.     

稀土掺杂荧光材料CaMoO4:Eu3+的制备及发光性研究

以钼酸铵、硝酸钙和三氧化二铕为原料,通过化学沉淀法制备稀土掺杂的发红光材料CaMoO4:Eu3+,并利用X射线衍射、激发发射光谱对粉体的结构、发光性能进行了表征.实验结果表明,在反应溶液pH值为7、反应温度为60℃、烧结温度为900℃、掺入物质的量分数为25%的Eu3+的工艺条件下制备了质量性能优良的CaMoO4:Eu...     

Bi掺杂及制备工艺条件对Y_2O_3:Eu~(3+)发光性质的影响

通过水热反应成功制备了系列纳米发光材料Y1.95-xB ixEu0.05O3(0≤x≤0.15).B i3+掺杂后,Y2O3:Eu3+在342 nm处产生了一个由B i-O带引起的激发带;此外,Y2O3:Eu3+掺杂2 mol%B i3+后与未掺杂B i3+的Y2O3:Eu3+相比,发光强度增加了约1.33倍,这是由于B i3+充当了敏化剂离子,传输能量给激活剂Eu3+.基于在218、342、469 nm激发波段的Y1.93B i0.02Eu0.05O3发射光谱,发现与敏化剂B i3+相比,Y2O3主晶格更能有效地传输能量给激活剂Eu3+.此外,工艺条件(pH和退火温度)对Y1.93B i0.02Eu0.05O3荧光性质的影响也进行了研究.     

燃烧法合成xSrO.yAl2O3:Eu2+,Dy3+发光材料及其表征

用燃烧法成功制备了SrAl2O4Eu2+,Dy3+发光材料,样品无需球磨.用x射线粉末衍射和SEM表征材料的相组成、晶体结构和形貌;用激发和发光光谱和紫外-可见光谱表征材料的光学性质.结果表明当锶铝摩尔比Sr/A1=12时,发光基质主相为SrAl2O4,杂质相为Sr3Al206;随着Sr/Al比值减少,发光主相由SrAl204转为Sr7Al12O25,且发光强度增强,说明Sr7Al12O25发光强度大于SrAl204发光强度,Sr3Al206对发光性能有较大的负面影响.这种磷光体的主发射峰是位于570nm附近的带状谱.     

Eu3+掺杂钨酸钇体系荧光粉的制备及发光性能分析

氧化钇(Y2O3)、 氧化铕(Eu2O3)与三氧化钨(WO3)为原材料,通过调整Y2O3(Eu2O3)与WO3的摩尔比例,采用高温固相法制备钨酸钇体系红色荧光粉,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、光致发光(PL)等表征分析样品的晶相结构、形貌尺寸和光致发光性质。研究结果表明:当Y2O3与WO3的摩尔比例为1∶1和1∶3时,可分别合成纯相的Y2WO6:Eu3+红色荧光粉和Y2W3O12:Eu3+红色荧光粉;该系列红色荧光粉可被近紫外光和蓝光有效激发,发射峰值位于615 nm(Eu3+离子的5D0→7F2跃迁)的红光;Y2WO6:Eu3+红色荧光粉的相对发光强度明显优于Y2W3O12:Eu3+红色荧光粉;Y2WO6:Eu3+红色荧光粉Eu3+的最佳掺杂浓度(摩尔分数)为5%。