收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

掺稀土硫系玻璃下转换发光及含Ag硫系玻璃的性能研究

黄菲  
【摘要】:太阳能电池可以利用光谱的下转换材料,将太阳能电池无法高效进行光电转换的一个高能量紫外-可见光子转换为可高效率进行光电转换的两个或者两个以上的低能量近红外光子,太阳能电池工作波长与这些近红外光谱的波长接近。从而看出,量子裁剪是一种能提高太阳能利用率的有效手段。为了太阳能电池能提高它自身工作时的光电转换率,可以考虑通过稀土离子对掺杂来实现,这是因为稀土离子具有独特的能级结构和高量子效率。由于稀土离子通常有相对独立隔离好的4f能级态可以实现紫外到红外的发光,所以近几十年来,稀土掺杂的发光材料被研究人员深入而详细的研究。由于紫外-可见光子下转换为近红外光子的量子产率较低,所以目前无法运用于太阳能电池中。硫系玻璃由于其从可见光到远红外光透射区覆盖了被广泛使用的3-5μm和8-12μm的大气红外窗口,数十年来一直受到研究人员的重视,特别是其具有低声子能量,是稀土离子实现高能量传递和高量子产率的最佳基质选择。论文第一章主要概述了硫系玻璃的一些基本特性及常见制备方法,硫系玻璃结构及其应用;介绍了掺杂稀土离子玻璃国内外研究概况,最后提出了本文研究内容、手段及意义。论文第二章主要概况了本文中玻璃的制备手段及相关物化性质与光谱性能测试方法。论文第三章主要研究了Tm3+/Yb3+共掺硫系玻璃的可见-近红外下转换发光性能。通过对发射光谱,激发光谱和衰减寿命的分析可得出Tm3+-Yb3+离子对之间的合作能量转移,可以通过吸收一个可见光子来实现两个近红外光子的发射。下转换过程可以表示为1G4→2F5/2+2F5/2。Tm3+/Yb3+共掺的硫系玻璃通过合作下转换产生980-1025 nm近红外发光,增加太阳能电池近红外光谱的吸收,从而提高光电转换率。论文第四章研究了用于增强太阳能电池光电转换率Pr3+–Yb3+共掺的硫系玻璃下转换发光材料。选取低声子能量的玻璃组分为(in mol.%)25Ge S2-35Ga2S3-40Cs Cl:0.2Pr2S3-x Yb2S3(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.6)。通过对发射光谱、激发光谱和对数坐标图等分析我们确定了在能量转移过程中一个可见光子可以量子裁剪为两个近红外光子。最后我们测得最大的量子产率数值为10.8%,尽管产率不是很高,但是这为提高太阳能光谱利用率提供了一个新的方式。论文第五章主要研究了银掺杂硫系玻璃对其三阶非线性及其他物理化学性能。利用真空熔融淬冷法制备了在70Ge S2-20In2S3-10Cs I引入0~10 mol.%Ag2S的玻璃,研究表明随着Ag2S含量增多,玻璃的转变温度、密度、折射率、透过率、硬度和三阶非线性都得到相应的改善。掺银玻璃表现出较好的热稳定性,极好的红外透过性能和超快非线性光学特性,使其可以在红外窗口材料或者超快红外光学得以应用。论文第六章主要研究了银掺杂的70Ge S2-20In2S3-10Cs I硫系玻璃析晶行为。将基质为70Ge S2-20In2S3-10Cs I硫系玻璃中引入2 mol.%Ag2S,通过热处理玻璃样品,机械性能得到提高。通过在不同加热速率下(5-25 K/min)对玻璃测得的DSC曲线,拟合计算得到其析晶活化能。分别利用DSC、XRD和SEM等表征手段,综合分析研究了玻璃的析晶机制。最后是对本文研究工作的归纳,并指出了研究实验中存在的不足及有待进一步改进的地方。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 薛建强,徐曼,龚跃球,赵修建;硫系玻璃的制备、特性及应用[J];光电子技术与信息;2003年04期
2 顾少轩;郭海涛;徐庆;赵修建;;GeS_2-Ga_2S_3-CdS硫系玻璃的红外光谱研究[J];陶瓷学报;2007年01期
3 徐翠莲;王雯洁;;硫系玻璃材料光学非线性研究进展[J];科技信息;2010年04期
4 许彦涛;郭海涛;陆敏;林傲祥;彭波;于凤霞;;高非线性硫系玻璃的研究进展[J];材料导报;2010年19期
5 宋宝安;张莹昭;王乔方;戴世勋;徐铁锋;聂秋华;王训四;沈祥;吴礼刚;林常规;;红外硫系玻璃光学特性检测及影响因素分析[J];红外与激光工程;2012年06期
6 陈国荣,程继健;高纯透红外硫系玻璃材料的制备[J];硅酸盐通报;1997年04期
7 杨海,褚乃林,韩兆忠,胡国元;含锗硫系玻璃中氧吸收的消除[J];稀有金属;1998年02期
8 陈国荣,章向华;红外夜视仪用精密模压硫系玻璃研究进展[J];硅酸盐通报;2004年01期
9 张振远,凌根华;硫系玻璃红外光纤[J];玻璃纤维;2005年01期
10 张振远,凌根华;硫系玻璃红外光纤[J];玻璃纤维;2005年02期
11 龚跃球;陶海征;赵修建;;硫系玻璃中光诱导各向异性效应的研究[J];玻璃与搪瓷;2006年02期
12 陈国荣;;透红外硫系玻璃的被动及主动光学性能研究[J];硅酸盐学报;2007年S1期
13 赵华;祖成奎;刘永华;王衍行;;石英瓶前处理方式对硫系玻璃性能的影响[J];武汉理工大学学报;2011年08期
14 ;硫系玻璃半导体材料的快速蒸发[J];无机材料学报;1974年04期
15 余尧楚,杨佩红;硫系玻璃中微量杂质对光性影响的消除和测定[J];玻璃与搪瓷;1988年03期
16 梁振华;程继健;;原子模型的松紧规律与硫系玻璃的形成能力[J];上海建材学院学报;1989年04期
17 程继健;梁振华;;含铜硫系玻璃离子选择性电极的选择性响应机理[J];上海建材学院学报;1989年02期
18 梁振华;;原子模型的松紧规律与硫系玻璃的形成规律[J];硅酸盐通报;1989年05期
19 梁振华,程继健;掺铁与铜的硫系玻璃的电学性质与能带结构[J];无机材料学报;1992年02期
20 陈国荣,程继健;硫系玻璃的N~+离子注入及表面改性研究[J];原子与分子物理学报;1998年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈惠广;任和齐;;硫系玻璃材料开发及产品应用[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
2 赵东辉;聂佳相;陈国荣;M.Frumar;T.Wagner;;硫系玻璃的光学性能研究[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会玻璃论文集[C];2003年
3 赵东辉;聂佳相;陈国荣;FRUMAR M;WAGNER T;;新型硫系玻璃的红外光学透过性能研究[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
4 龚跃球;刘斯维;李旭军;赵修建;;极化方式对硫系玻璃二次谐波的影响机理研究[A];中国硅酸盐学会特种玻璃分会第三届全国特种玻璃会议论文集[C];2007年
5 陈国荣;;透红外硫系玻璃的被动及主动光学性能研究[A];《硅酸盐学报》创刊50周年暨中国硅酸盐学会2007年学术年会论文摘要集[C];2007年
6 陈国荣;;透红外硫系玻璃的被动及主动光学性能研究[A];《硅酸盐学报》创刊50周年暨中国硅酸盐学会2007年学术年会论文集(二)[C];2007年
7 夏方;章向华;任晶;杨光;H.L.Ma;J.L.Adam;陈国荣;;新型GeS_2-Sb_2S_3-PbS硫系玻璃的成玻与析晶性能[A];2005中国硅酸盐学会特种玻璃分会学术研讨会会议论文集[C];2005年
8 沈祥;聂秋华;徐铁峰;戴世勋;王训四;陈燕飞;陈飞飞;;Ge_(20)Sb_5Se_(75)玻璃的三阶非线性吸收系数研究[A];中国硅酸盐学会特种玻璃分会第三届全国特种玻璃会议论文集[C];2007年
9 冯雷;曾宇;郭海涛;陶光明;陆敏;彭波;韦玮;;Dy~(3+)掺杂的中红外硫系玻璃的光学及结构特性研究[A];第十二届全国红外加热暨红外医学发展研讨会论文及论文摘要集[C];2009年
10 王华;夏方;曾惠丹;顾真安;陈国荣;;Ge-As-Se硫系玻璃的伽马射线辐照效应[A];2005中国硅酸盐学会特种玻璃分会学术研讨会会议论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 潘瑞琨;脉冲激光沉积法制备硫系玻璃薄膜的结构与光学性质研究[D];武汉理工大学;2010年
2 丁丽华;新系统硫系玻璃的制备、性能及应用研究[D];华东理工大学;2011年
3 张启明;硫系玻璃的光致改性与微光子学器件研究[D];复旦大学;2010年
4 李军;高非线性硫系玻璃波导的设计、制备以及性能研究[D];华中科技大学;2014年
5 林常规;GeS_2基硫系玻璃陶瓷的微晶化机理、可控制备及其性能研究[D];武汉理工大学;2010年
6 魏文猴;Ge-Sb-Se硫系玻璃的制备、结构及性能研究[D];重庆大学;2014年
7 顾少轩;GeS_2-Ga_2S_3-CdS体系非线性光学玻璃的制备、结构与性能研究[D];武汉理工大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陶光明;新型硫系玻璃红外材料的制备及其性能研究[D];复旦大学;2009年
2 龚跃球;硫系玻璃及其薄膜的二阶光学非线性研究[D];武汉理工大学;2002年
3 吕馨;含纳米颗粒的硫系玻璃材料三阶非线性特性研究[D];宁波大学;2011年
4 徐会娟;低损耗硫系玻璃光纤制备的关键技术研究[D];宁波大学;2014年
5 王学锋;GeS_2-Ga_2S_3-CdS硫系玻璃体系的制备、结构和性能研究(英文)[D];武汉理工大学;2004年
6 戚超伟;硫系玻璃楔形棱镜试验件的精密模压制造研究[D];苏州大学;2014年
7 倪佳佳;玻璃模压成型的有限元仿真研究[D];浙江理工大学;2013年
8 芦雅静;基于硫系玻璃的温度自适应车载夜视光学系统[D];宁波大学;2014年
9 于秋爽;金引入对硫系玻璃三阶非线性及纳米结构形成影响的研究[D];宁波大学;2015年
10 孟伟;硫系玻璃中红外发光及抗辐照性能研究[D];南京邮电大学;2013年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978