白光LED用硅/钼酸盐荧光粉制备与发光性能研究

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随着科技的发展,人类对能源的需求不断增加,出现了数次能源危机,节能减排是目前亟待解决的问题。我国照明领域耗电量约为全国总发电量的11%,白光LED因具有节能、寿命长、发光效率高、无汞低毒等优点而被广泛研究,为解决照明领域的节能减排问题提供了技术支持。目前,白光LED的主流实现方式为荧光粉转换法,比其他实现方式成本低、工艺简便。荧光粉的稳定性、发光性能等影响着白光LED的发光特性,传统的蓝光芯片激发的YAG:Ce3+荧光粉由于缺少红光成分而显色指数偏低,因此,开发出可被蓝光或紫外光激发三基色荧光粉已成为发光材料领域的前沿课题和重要目标。本论文以Li2SrSiO4、Li2CaSiO4基质为研究对象,以Ce3+、Eu2+为掺杂离子,制备出能被紫外光激发的硅酸盐荧光粉;合成了SrMoO4:Eu3+荧光粉,其能被蓝光激发产生红色光,可与YAG:Ce3+荧光粉共同涂覆在蓝光芯片上弥补红光成分的缺失,提高其显色指数。研究中,荧光粉均采用高温固相法合成,并对晶体结构、光致发光光谱进行了分析,通过晶体结构分析确定了制备出的荧光粉均为纯样;通过对光致发光光谱的分析确定了荧光粉的激发和发射波长,以及稀土离子的最佳掺杂浓度。本文研究内容如下:1.Li2SrSiO4:Eu2+的发光性能:该荧光粉可用400 nm光激发,发射波长为564 nm,Eu2+的最佳掺杂浓度为0.75 mol%,其CIE色坐标通过计算得到其值为(0.472,0.552)。2.Li2SrSiO4:Ce3+的发光性能:该荧光粉可用363 nm光激发,发射波长为403 nm,Ce3+的最佳掺杂浓度为1.0 mol%。3.Li2CaSiO4:Eu2+的发光性能:该荧光粉可用285 nm和378 nm光激发,发射波长为482nm,Eu2+的最佳掺杂浓度为1.0 mol%,其CIE色坐标通过计算得到其值为(0.154,0.248)。4.Li2CaSiO4:Ce3+的发光性能:该荧光粉可用272 nm光激发,发射波长为377 nm和404nm,Ce3+的最佳掺杂浓度为0.8 mol%。5.SrMoO4:Eu3+的发光性能:该荧光粉可用464nm光激发,发射波长为615nm,Eu3+的最佳浓度30.0 mol%。研究了电荷补偿剂种类(Li+、Na+、K+、Cl-)和浓度对荧光粉发光性能的影响,添加Na2CO3可显著提高发光强度,当添加量为9.0 mol%时,发光强度约为未添加电荷补偿剂的4.7倍。
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