YVO4∶Eu3+@SiO2下转换发光特性及其太阳电池应用研究

无机材料学报, 2016, 31(10): 1110-1116. doi: 10.15541/jim20160040

YVO4∶Eu3+@SiO2下转换发光特性及其太阳电池应用研究

檀满林 ^1, , 尚旭冉 ^2, , 马清 ^3, , 王晓伟 ^4, , 符冬菊 ^5, , 李冬霜 ^6, , 张维丽 ^7, , 陈建军 ^8, , 张化宇 ^9,

1.深圳清华大学研究院,深圳,518057

2.深圳清华大学研究院,深圳518057;哈尔滨工业大学深圳研究生院,深圳518055

3.深圳清华大学研究院,深圳,518057

4.深圳清华大学研究院,深圳,518057

5.深圳清华大学研究院,深圳,518057

6.深圳清华大学研究院,深圳,518057

7.深圳清华大学研究院,深圳,518057

8.深圳清华大学研究院,深圳,518057

9.哈尔滨工业大学深圳研究生院,深圳,518055

基金项目: National Natural Science Foundation of China(51302150) 深圳市科技计划项目(CXZZ20150323160924557,JCYJ20140419122040620,JCYJ20160301100700645) Guangdong Science & Technology Research Plan(2014A010106004) 广东省科技计划(2014A010106004) 国家自然科学基金(51302150)Shenzhen Science & Technology Research Plan(CXZZ20150323160924557,JCYJ20140419122040620,JCYJ20160301100700645)

关键词：钒酸钇 , 核-壳结构 , 太阳电池 , 下转换

Down-conversion Photoluminescence Properties of YVO4∶Eu3+@SiO2 Core-shell Structures for Solar Cell Applications

Keywords： yttrium vanadate , core-shell structure , solar cell , down-conversion

铕掺杂钒酸钇(YVO4∶ Eu3+)作为常用的下转换发光材料一直受到广泛的关注和研究,但是YVO4∶ Eui3+的表面缺陷会严重影响材料的发光效率.为了进一步改善YVO4∶ Eu3+纳米粉体材料的粒度分布和形貌特点,在亚微米级别的SiO2微球表面涂覆一层YVO4∶ Eu3+,制成YVO4∶Eu3+@SiO2核-壳结构,得到单分散的球形YVO4∶ Eu3+下转换发光材料,实现YVO4∶ Eu3+的发光性能和SiO2球形特性的有机结合.研究发现,当壳核比为0.6时,YVO4∶Eu3+@SiO2核-壳结构材料的发光强度可达到纯纳米粉体材料发光强度的90％以上.将改性后的YVO4∶Eu3+@SiO2核-壳结构材料涂覆在硅基薄膜太阳电池上,可使电池的短路电流密度和转化效率分别由6.694 mA/cm2和9.40％提升至8.417 mA/cm2和10.15％,增益效果较为明显.实验结果表明,采用溶液法制备的YVO4∶Eu3+@SiO2纳米粉体材料由于具有形貌规则、团聚小和尺寸分布均匀等特点,可用作硅基薄膜太阳电池下转换发光层材料.

参考文献

[1]	A. Le Donne;M. Dilda;M. Crippa;M. Acciarri;S. Binetti.Rare earth organic complexes as down-shifters to improve Si-based solar cell efficiency[J].Optical materials,20117(7):1012-1014.
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[3]	T. Trupke;M. A. Green;P. Wurfel.Improving solar cell efficiencies by down-conversion of high-energy photons[J].Journal of Applied Physics,20023(3):1668-1674.
[4]	F. Dimroth.High-efficiency solar cells from Ⅲ-Ⅴ compound semiconductors[J].Physica Status Solidi. C, Conferences and critical reviews,20063(3):373-379.
[5]	刘世权;王立民;刘福田;蒋民华.SiO2微球的制备与应用[J].功能材料,2004(1):11-13.
[6]	Lee MH;Beyer FL;Furst EM.Synthesis of monodisperse fluorescent core-shell silica particles using a modified Stober method for imaging individual particles in dense colloidal suspensions[J].Journal of Colloid and Interface Science,20051(1):114-123.

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