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oe1(光电查) - 科学论文

17 条数据
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  • 双波段发光太阳能转换器耦合染料敏化太阳能电池，用于高性能半透明光伏器件

    摘要： 我们展示了一种高性能半透明太阳能电池，该电池采用染料敏化太阳能电池（DSSC）与能吸收双波段的光致发光太阳能转换器（LSC）耦合。我们提出了一种"夹层式"结构：下转换（DS）LSC/DSSC/上转换（UC）LSC。含蒽的DS LSC将紫外线转换为可见光，而含有meso-四苯基四苯并卟啉钯/9,10-二苯乙炔基镧烷染料对的UC LSC将近红外光转化为可见光。这种双波段LSC在不显著降低可见光透射率的情况下提高了DSSC的功率转换效率（PCE）。我们通过优化各LSC中荧光染料的浓度来获得最大光致发光，并通过在UC LSC中引入纳米粒子散射体来优化后向散射。该双LSC-DSSC器件平均可见光透射率达42%，功率转换效率最高达到7.8%。我们将可捕获宽带波长光的LSC与DSSC相结合，为半透明光伏器件指明了发展方向。

    关键词： 发光太阳能聚光器、半透明光伏器件、下转换、光子上转换、染料敏化太阳能电池

    更新于2025-11-19 16:46:39

  • 利用下转换NaYF<sub>4</sub>:Eu<sup>3+</sup>纳米荧光粉提升钙钛矿太阳能电池的光伏性能

    摘要： 采用二氧化钛电子传输层组装的钙钛矿太阳能电池因其具有高电子迁移率、合适的能级排列和简便的制备工艺而展现出优异的光伏性能。然而，由于二氧化钛的紫外光催化活性，基于二氧化钛的钙钛矿太阳能电池存在固有不稳定性，这会导致二氧化钛/钙钛矿界面发生复合。本研究中，在导电玻璃的非导电面沉积了掺铕氟化钇钠下转换纳米晶薄膜。该下转换纳米晶层能够吸收高能紫外光子并将其转化为可见光，不仅扩展了钙钛矿太阳能电池的光谱响应范围，还缓解了二氧化钛的光催化活性。搭载下转换纳米晶薄膜的钙钛矿太阳能电池平均功率转换效率达到19.99%，显著优于未搭载该薄膜的器件（16.99%），其中最佳功率转换效率为20.17%。此外，搭载下转换纳米晶薄膜的钙钛矿太阳能电池表现出较小的迟滞效应。

    关键词： 二氧化钛、下转换、NaYF4:Eu3+纳米荧光粉、光伏性能、钙钛矿太阳能电池

    更新于2025-11-14 17:04:02

  • TiO2半导体材料中结构及Eu3+含量对下转换光致发光性能的影响

    摘要： 对用于能源生产和转换的新材料的研究发现，掺杂稀土离子的无机氧化物是构建能量转换光伏器件的有前途候选材料。本研究采用丙烯二醇作为反应介质，合成了掺杂Eu3+的TiO2粉末，通过改变Eu3+掺杂比例（0.2、3和7 mol%），并在700、750、800和900°C下热处理8小时。X射线衍射结果表明形成了TiO2多晶型物（锐钛矿和金红石，均属四方晶系）以及钛酸铕相。Rietveld精修揭示了晶格参数、晶胞体积的形变及各相百分组成。拉曼光谱结果与XRD相互印证。光致发光分析显示合成材料在红色区域具有强发射峰，其中614 nm处最强谱带归属于Eu3+的5D0→7F2跃迁（该特征在3 mol% Eu3+掺杂且经700°C热处理的样品中最为显著）。寿命测试表明材料的发光特性取决于晶体结构、Eu3+所处的基质环境及掺杂量。本研究表明这些材料具有优异的下转换效应——能高效吸收紫外-可见光能量并将其转换为可见光区辐射。兼具此类发光特性与结构特性的材料，对提升太阳能电池性能具有重要应用价值。

    关键词： 稀土，二氧化钛，光致发光，下转换

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 等离子体电解氧化法制备的Er3+/Yb3+掺杂ZrO2涂层的发光特性

    摘要： 本研究考察了通过含Er2O3和Yb2O3颗粒的电解液对锆进行等离子体电解氧化所形成的Er3+/Yb3+掺杂ZrO2涂层的下转换与上转换光致发光特性。下转换PL分析表明，用280 nm辐射激发的ZrO2:Er3+/Yb3+涂层发射光谱由与ZrO2基质相关的宽PL带及归属于Er3+ f-f跃迁的谱带组成。Er3+的主要PL发射带位于548 nm和560 nm附近，对应4S3/2→4I15/2跃迁。以548 nm为监测波长的PL激发光谱在250-350 nm区域呈现宽谱带，这与O2?的2p轨道向Er3+的4f轨道电子转移跃迁及ZrO2的跃迁相关。而350-535 nm范围内的PL激发谱带则源于Er3+基态4I15/2向高能级的4f跃迁。由于能量从Er3+向Yb3+转移，涂层中Yb3+浓度增加会导致下转换PL强度降低。在980 nm二极管激光激发下，ZrO2:Er3+/Yb3+涂层显示出强烈的绿色(4S3/2→4I15/2)和红色(4F9/2→4I15/2)上转换PL发射。随着Yb3+浓度升高，红色上转换PL强度相对于绿色发射增长更快，因为该红色上转换PL强度强烈依赖于Yb3+浓度——即Er3+的4F9/2能级直接通过激发态Yb3+的能量转移被激发。

    关键词： 上转换、光致发光、铒/镱离子（Er3?/Yb3?）、下转换、等离子体电解氧化

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • Y1––Er Yb BaZn3AlO7的波长转换特性

    摘要： 为未来能源转换应用，采用熔盐法合成了Y1–x–yErxYbyBaZn3AlO7材料并研究了其波长转换特性。在365 nm激发下观测到400–800 nm范围的降频转换发射强度，经稀土离子掺杂后发生显著变化。在980 nm激发下观测到535、550和661 nm的上转换发射峰，涉及双光子或三光子过程。当x=0.10且y=0.20时，在365 nm与980 nm辐照下的双向波长转换获得最大发射强度。在365 nm和980 nm同时辐照时，相比单一激发模式，观察到能量转移机制几乎不变情况下的叠加增强效应。

    关键词： 上转换、多组分氧化物、共掺杂、双向波长转换、下转换

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 掺杂Eu3+和TiO2纳米粒子的GeO2-PbO玻璃覆盖硅太阳能电池的效率提升

    摘要： 太阳能行业的一个目标是提高光伏电池光-电转换过程的效率。实现这一目的的替代方案是调控太阳能电池吸收的太阳光谱，使其与电池响应度相匹配。例如可通过下转换过程实现：用光子材料覆盖太阳能电池，将这些材料中的紫外光子转换为能量接近电池带隙能量的光子。该过程可通过透明低声子能量玻璃的紫外激发来观察——这类玻璃含有能级位于可见光区的发光离子。将这些发光离子置于低对称性位置可增强其相应能级的发光。本研究探索了含Eu3?离子和二氧化钛纳米颗粒的GeO?-PbO玻璃对太阳光谱的光学响应，以提升多晶硅太阳能电池效率。结果表明：经24小时热处理的、掺杂1%Eu?O?和0.5%TiO?的GeO?-PbO玻璃覆盖硅太阳能电池时，效率提升达最大值15.92%。这种效率提升归因于Eu3?离子定位于二氧化钛纳米颗粒的低对称性位点。

    关键词： 二氧化钛纳米粒子、光伏电池、铕、发光玻璃、下转换

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 使用下转换NaEuF<sub>4</sub>纳米粒子在钙钛矿太阳能电池中实现积极效果

    摘要： 本工作采用水热法合成了高分散、均匀的NaEuF4纳米颗粒（NPs），并将其引入钙钛矿太阳能电池（PSCs）的TiO2介孔层中作为高效下转换材料进行测试。NaEuF4能将高能光子转化为低能光子供CH3NH3PbI3吸收并产生更多电子-空穴对；我们验证了该机制可扩展太阳光吸收范围并提升PSCs光伏性能的假设。当NaEuF4 NPs掺入TiO2介孔层后，PSCs实现了14.51%的功率转换效率，优于对照PSCs。如本文所示，利用NaEuF4 NPs改善PSC光伏性能的方法有望促进太阳能的更广泛应用。

    关键词： 钙钛矿太阳能电池、下转换、光伏性能、NaEuF4纳米粒子

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 基于Yb3+:Y2Ti2O7荧光体中Ho3+非热耦合能级与Zn2+缺陷能级的低温光学传感器

    摘要： 本文首次研究了Yb3?:Y?Ti?O?荧光粉中Ho3?非热耦合能级与掺杂Zn2?离子缺陷能级之间的非接触式光学低温传感行为。通过固相反应法制备的Ho3?/Zn2?共掺荧光粉在室温（25°C）以下表现出发射强度的温度依赖性。在450 nm（二极管激光器）激发下，观测并研究了300K-100K温度范围内Ho3?离子的552 nm（绿光）和754 nm（近红外）荧光以及Zn2?离子缺陷能级的713 nm（近红外）荧光。随着温度降低，缺陷能带与Ho3?离子发射带的发光强度均增强。通过FIR技术中的多项式拟合，采用Ho3?能级与缺陷能级发射峰强度比进行温度传感。缺陷能带的发射强度增幅大于Ho3?离子发射带，从而提高了温度传感器灵敏度。本研究开辟了利用缺陷发射作为低温传感器的新领域，该荧光粉可作为低温传感器件使用。

    关键词： 温度传感器，Zn2+/Ho3+，非热耦合能级（NTCL），缺陷能级，下转换（DC）

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 嵌入式碳量子点的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜用于钙钛矿太阳能电池制备后光捕获性能提升

    摘要： 采用标准三明治结构的钙钛矿太阳能电池（PSCs）会因基底及其活性层产生光学透射损失?？⒉钩ス獠痘袼鹗У牟呗远越徊教嵘骷示哂兄匾庖濉１狙芯坷锰剂孔拥悖–QDs）的下转换效应，将入射光中的紫外部分转化为可见光。具体方法是在PSCs受光面沉积掺杂碳量子点的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜（CQD@PMMA）。通过对比PSCs器件在应用CQD@PMMA光活性功能薄膜前后的性能分析发现，涂覆该薄膜的器件表现出更高的光电流和填充因子，从而实现了器件效率的提升。

    关键词： 聚甲基丙烯酸甲酯、光捕获、碳量子点、钙钛矿太阳能电池、下转换

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 长余辉磷光体对光电设备性能提升的作用：以染料敏化太阳能电池为例

    摘要： 为增强阳光捕获效率，光电装置的光阳极常掺入长余辉磷光体（LPP）材料。然而LPP层对光电性能提升的作用机制尚不明确。本研究系统考察了绿色LPP材料（SrAl2O4:Eu3+）及其厚度对染料敏化太阳能电池（DSSCs）光电行为的影响。结果表明：当LPP层厚度最优时，P25/LPP DSSCs的光电转换效率（PCE）达7.16%，较P25电池提升24.3%。系列分析证实，短路电流密度与PCE的提升主要源于LPP对入射阳光的背散射作用（包含下转换效应及光吸收增强）；而载流子寿命延长与开路电压提高则主要归因于LPP层的余辉效应。此外，P25/LPP DSSCs在黑暗环境中仍能保持82.15 μW cm-2的输出功率密度，对应46.94%的高PCE值。

    关键词： 后向散射、功率转换效率、下转换、长余辉荧光粉、二氧化钛（P25）、染料敏化太阳能电池

    更新于2025-09-16 10:30:52