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Yb^3+-Ho^3+-F^-共掺杂TiO2纳米晶的上转换发光性能及其在染料敏化太阳能电池中的应用
  • ISSN号:1000-985X
  • 期刊名称:《人工晶体学报》
  • 分类:TM914[电气工程—电力电子与电力传动]
  • 作者机构:[1]广东工业大学材料与能源学院,广州510006, [2]中山大学新华学院信息科学系,东莞523130
  • 相关基金:国家自然科学基金(61204049)
中文摘要:

采用溶胶-水热法制备了Yb^3+-Ho^3+-F^-共掺杂的TiO2(简写为UC-F-TiO2)纳米粉末。通过XRD,TEM,拉曼光谱,XPS和发光光谱,研究了Yb^3+掺杂浓度对UC-F-TiO2纳米粉末的结构、形貌和上转换发光性能的影响规律。结果表明:UC-F-TiO2纳米粉末颗粒的大小约20 nm,由金红石和锐钛矿两种结构混合组成,且随着Yb^3+掺杂浓度的增加,金红石结构的TiO2所占比例增加;在980 nm激光激发下,UC-F-TiO2发射出中心在543 nm、647 nm和751 nm处的三个发光带。研究了基于UC-F-TiO2和纯TiO2纳米多孔薄膜光阳极的染料敏化电池的光伏性能。结果表明:与纯TiO2制备的电池相比,将UC-F-TiO2应用于染料敏化电池,电池的光电转换效率提高了29.7%。

英文摘要:

The up-conversion Ho^3 + -Yb^3 + -F^- doped TiO2 (UC-F-TiO2) nanocrystals were synthesized by sol- hydrothermal method. The effect of Yb^3 + concentrations on structure, morphology and upconversion luminescence properties of UC-F-TiO2 were studied by XRD, Raman spectroscopy, TEM, XPS and PL. The results show that the Ho^3 + -Yb^3+-F^- co-doped TiO2 nanocrystals are mixtures of anatase and rutile phases. The ratio of rutile/ anatase decreases as the Yb3+ concentration increasing. The average size of UC-F-TiO2 nanocrystals is ?20 nm. Under the excitation of 980 nm NIR light, the UC-F-TiO2 nanocrystals emit strong up-conversion fluorescence with three emission bands at 543 nm, 647 nm and 751 nm. The photovoltaic performance of dye-sensitized solar cells based on UC-F-TiO2 and pure TiO2 nanoporous thin film photoanodes was studied. Compared with the pure TiO2 DSSCs, DSSCs with UC-F-TiO2 have higher IPCE and higher conversion efficiencies.

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期刊信息
  • 《人工晶体学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国建材工业协会
  • 主办单位:中国硅酸盐学会 晶体生长与材料专业委员会 中材人工晶体研究院
  • 主编:余明清
  • 地址:北京市733信箱
  • 邮编:100018
  • 邮箱:
  • 电话:010-65492963 65492968 65493320
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-985X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2637/O7
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 1997年获国家科技优秀期刊,获部级优秀科技期刊奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:9943