下转换材料β-NaYF4Tb3+,Yb3+的水热法合成和发光性质研究.pdfVIP

第31卷，第2期 光谱学与光谱分析 V01．31。No．2，pp331—334 201 and 1 1年2月 SpcctroscopySpectralAnalysis February，201 姜桂铖1，韦先涛1，王林香1’2，王晓纯1，陈永虎1，尹民h 1．中困科学技术大学物理系。安徽合肥230026 2．新疆师范大学物理系，新疆鸟鲁木齐830054 t 摘要利用水热法合成了粉末发光材NaYF4Tb3+，Yb3+。分别用X射线衍射(Ⅺm)，光致发光谱(PL) 和激发谱(PLE)测试了合成材料的物相结构和发光性质。研究结果表明：合成的NaYF4：Tb3+，Yb3+材料 为六方相的晶体，无立方相的。改变Tb3+和W+的掺杂浓度后品格结构没有变化，说明离子Tb3+和Yb3+ D4— 取代的是F+离子的晶格位置。在355姗脉冲激光激发下，检测到了Tb¨的5D3—7一(．，一5-o)和5 050 7日(．，=6，5，4，3)可见波段特征发射光和Yb3+950～1 n．ITl(2F+／2—2F+／2)的近红外发光，研究r可见 和近红外的发射强度随Yb3+掺杂浓度的变化，表明Tb3+和Yb3+之问存在能最传递。其可能的能镀传递方 式是共合作能量传递过程。当Tb3+和Yb3+的掺杂摩尔浓度分别是1mol％和6mol％时具有最强的近红外 发射。 关键词水热法；下转换；共合作能量传递 中图分类号：0482．3文献标识码：A 且由于其声子能摄小、多声子弛豫率低，从而发光效率较 引 言 高。更有利于实现能镀下转换。NaYF4是很好的发光材料基 质．结构有立方相和六方相丽种，研究结果表明稀土离子掺 近年来，下转换(Dc)材料引起了人们的广泛关注。下转杂六方相NaYF4比立方相的发光更有效[9’1“。本文通过水 换发光材料可以通过调制太阳光谱，降低硅太阳能电池的热 损耗，提高能量转化效率。下转换材料一般都是离子双掺 试r样品的X射线衍射(XRD)谱，光致发光谱(PL)和激发谱 杂，即Re3+(Tb3+，pr3+，Trn3+，Ce3+，Eu2+)和Yb3+的组 (PLE)，探索了Tb3+和W+之Iq能量传递机理。 合，由紫外光激发Re3+，通过交叉弛豫或共合作能量传递把 激发能传递给Yb3+，从而得到对应Yb3+2F5／z一2F7／z跃迁的 1实验 950～I100 rim的近红外发光，该波段的近红外光对应的能 量刚好与硅的禁带宽度匹配。利用下转换町以使太阳能电池 能量转化效率的Shockley-Queisser极限从30．9％提高到 HF：NaF： 定化学计量比混合溶于稀硝酸，按摩尔比NHt nlTl光激发材料 38．6％L1’“。荷兰Vergeer等[3]首次用489 YP(h：Tb3+，W+实现了近红外量子剪裁发射，之后在 10；2：1量取NH。HF和NaF．并将其混合溶于蒸馏水凡搅 YzC)3：Tb3+，Yb3+[4]，NaYF4：Pr3+，Yb3+L5J，YP04：