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氟化物由于具有大的带隙(~10eV)、较低的声子能量以及从紫外到红外高的透过率,可较好的将它作为稀土掺杂转光的基质材料。制备出高透过率及具有良好转光性能的稀土掺杂氟化物转光薄膜是当前器件应用的关键。基于此,本论文首先对高透过率的YbF3∶Er转光材料的制备进行研究,并进一步讨论如何改善薄膜表面形貌,提高转光性能。同时也探索结构影响性能的物理机制。本论文的研究成果有望应用到非晶硅太阳能电池并提高其光电转换效率。取得的研究进展如下: (1)采用脉冲激光沉积(PLD)方法在Si(100)衬底上首次成功制备了具有上下转换的YbF3∶Er转光薄膜。研究发现,制备的YbF3∶Er转光薄膜实现了上下转换两种机制的结合,能有效地把紫外光和红外光转换到非晶硅太阳能电池最佳响应范围656nm处。研究也发现衬底温度效应显著,其薄膜光学性能在衬底温度为500℃最佳,有望应用于非晶硅太阳能电池使其光电效率增强。 (2)研究了高透非晶YbF3∶Er转光薄膜的电子束沉积制备方法及其光学性能。成功制备出了在300-2000nm波段透过率均在95%以上的非晶薄膜,通过微观SEM和AFM的测试,非晶薄膜表面平滑均匀。制备的薄膜样品不仅具有高的透过率而且在紫外和近红外波段的激发下表现出了良好的转光性。并且薄膜发射出的强烈红光,能被非晶硅太阳能电池充分吸收。因此,本研究结果通过转光薄膜对于进一步提高非晶硅电池转换效率,有潜在的应用价值。 (3)为了改善薄膜形貌进一步提升薄膜光学性能,对薄膜表面进行等离子处理以及退火处理。研究表明: 合适时间表面N等离子体对薄膜表面处理后,对其表面形貌及光学性能具有较大影响。经过合适时间表面等离子处理能使转光薄膜上下转光性能有所增强,然而不合适的等离子体表面处理时间,可能导致薄膜转光性能的降低。合适退火时间可使薄膜的转光性能增强,但退火时间过长可能导致薄膜表面形貌变差。