稀土摻雜的碲酸鹽玻璃的制備與光學(xué)性能研究.pdf

1、稀土發(fā)光材料由于其顯著的優(yōu)勢(shì)活躍于光電材料的前列，成為各個(gè)發(fā)展尖端技術(shù)領(lǐng)域中常用的特殊材料，尤其在近紅外波段的發(fā)光更是存在潛在的巨大市場(chǎng)。而摻稀土離子的下轉(zhuǎn)換發(fā)光材料可以通過調(diào)制太陽光譜，降低硅太陽能電池的熱損耗，最終達(dá)到提高能量轉(zhuǎn)化效率的宏觀目標(biāo)。本文對(duì)Pr3+-Yb3+和Tb3+-Yb3+共摻碲酸鹽氧化物玻璃中可見和近紅外區(qū)域的發(fā)光特性、能量傳遞、熒光壽命以及下轉(zhuǎn)換機(jī)理做了系統(tǒng)研究，為該材料在提高硅太陽電池轉(zhuǎn)換效率的應(yīng)用上作了良好的

2、應(yīng)用探索和理論研究。
　　 首先我們選擇了具有較高的穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度、稀土離子溶解度，簡(jiǎn)單的制備工藝，相對(duì)較低的聲子能量等優(yōu)點(diǎn)的碲酸鹽作為基質(zhì)，利用高溫固相法制備了Pr3+-Yb3+和Tb3+-Yb3+兩個(gè)共摻碲酸鹽氧化物玻璃微晶體系。通過熒光光譜，熒光衰減曲線等手段證明了該碲酸鹽氧化物玻璃中存在著有效的量子剪裁效應(yīng)。通過改變Yb3+離子濃度，研究了不同摻雜濃度條件下整個(gè)體系的總的量子效率以及不同體系中不同的能量傳遞機(jī)理。

3、>　　 由以上研究得到，伴隨著Yb3+摻雜濃度的增加，系統(tǒng)中離子之間的能量傳遞效率也明顯加大。在Pr3+-Yb3+離子共摻體系中，當(dāng)Yb3+摻雜濃度從0依次增加到5 mol％時(shí)，Pr3+離子的3P0(647nm)能級(jí)壽命變短，由9.2μs下降到5.7μs，相對(duì)應(yīng)的能量效率也相應(yīng)提高，總的量子效率由100％提高到136.7％。在Tb3+-Yb3+共摻體系中，隨著Yb3+摻雜濃度從0依次增加到15 mol％時(shí)，Tb3+離子的5D4(542