在溶胶凝胶法(无含卤气氛)制备氟化物、以及对稀土掺杂的氟化物纳米晶玻璃陶瓷的量子剪裁特性研究基础上,用溶胶凝胶法制备稀土离子对掺杂的卤化物纳米晶-多孔二氧化硅基体的复合结构薄膜。稀土离子对选用Tb3+-Yb3+、Pr3+-Yb3+、Tm3+-Yb3+等,卤化物基质主要选用含稀土离子的氟化物和溴化物。利用低声子能量的卤化物结合稀土离子对,实现高量子剪裁效率。针对材料中离子对的各种量子剪裁机制建立速率方程。在此基础上结合蒙特卡洛模拟,研究量子剪裁主要机制,计算实际量子剪裁效率,并结合实验优化。通过薄膜制备条件调控卤化物纳米晶-多孔二氧化硅的复合结构,如纳米晶尺寸和形貌、薄膜厚度和孔隙度,在保证卤化物高发光效率的前提下,提高薄膜在太阳光谱波段的透射率,实现增透效果。最终所得的量子剪裁-增透双功能纳米复合薄膜,可作为光转换片应用于薄膜硅太阳能电池,极大提高其光转换效率。
英文主题词Rare-earth ions;quantum-cutting;noble metal;nano-particles;surface plasmon enhancement