【摘 要】
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太阳光在地球表面的光谱分布范围很宽，但是晶体硅太阳能电池只能吸收500-1100 nm范围内太阳光，其它低能量光子不会被太阳能电池吸收而高能量光子被吸收后能量会以热的形式损失，
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太阳光在地球表面的光谱分布范围很宽，但是晶体硅太阳能电池只能吸收500-1100 nm范围内太阳光，其它低能量光子不会被太阳能电池吸收而高能量光子被吸收后能量会以热的形式损失，这降低了太阳能电池的光电转换效率。下转换过程将一个高能量光子转换成两个或多个低能量光子，可提高太阳能电池对高能光子的利用率。因此，在太阳能电池的上面增加一个下转换层，可实现对入射太阳光的充分利用。这既不需要改变原来的功能层，更不需要在电池中加入一个复杂的结构，将可能具有广泛的应用前景。 本课题以YPO4，Y2O3为基体材料，掺入不同的稀土离子对以实现较高的下转换发光性能和量子效率。通过使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、稳态瞬态荧光光谱仪等对制备样品进行测试，研究样品的微结构特征及发光性能。具体的研究内容包含以下几个部分: 1.研究了以YPO4为基体材料的下转换发光材料。首先采用固相反应法制备YPO4∶1％ Pr3+，x％ Yb3+粉体下转换发光材料，实现了在450nm光激发下的下转换近红外发光。当样品中Yb3+掺杂浓度为2 mol％时量子效率为166.3％是最理想的掺杂浓度。在此基础上采用固相反应法制备不同浓度TiO2共掺的YPO4∶1％Pr3+，2％ Yb3+粉体下转换发光材料。TiO2的掺入同时提高了可见-近红外区发光强度，当TiO2浓度为7％时发光强度最高，量子效率为167.6％，说明掺入TiO2提高了Pr3+-Yb3+离子之间的能量传递。 2.研究了以Y2O3为基体材料的下转换发光材料。采用固相反应法制备不同浓度ZnO共掺于Y2O3∶1％Bi3+，2％ Yb3+粉体下转换发光材料。ZnO的掺入同时提高了可见-近红外区发光强度，当ZnO浓度为1％时发光强度最高。采用固相反应法制备不同浓度Li2CO3共掺于Y2O3∶1％Bi3+，2％ Yb3+粉体下转换发光材料。Li2CO3的掺入也提高了可见-近红外区发光强度，当Li2CO3浓度为5％时发光强度最高。 3.采用脉冲激光沉积方法制备以YPO4∶1％ Pr3+，2％ Yb3+为靶材的稀土掺杂转光薄膜样品。使用不同的衬底温度来尝试制备薄膜，450 nm激发光下样品在480-700nm范围内有Pr3+离子特征峰产生，但在980nm附近并没有发光峰，这说明薄膜内不含或极少含有Yb3+离子，因此对于薄膜的制备及其工艺参数需要进一步调整以达到理想效果。
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