【摘 要】
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太阳能是一种重要清洁能源,光伏技术是太阳能利用的重要方式。在光-电转换过程中,如何充分利用和管理太阳光子,成为提高太阳能电池能量转换效率的有效途径之一。本文系统地报
【机 构】
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生物无机与合成化学教育部重点实验室,中山大学化学与化学工程学院;
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太阳能是一种重要清洁能源,光伏技术是太阳能利用的重要方式。在光-电转换过程中,如何充分利用和管理太阳光子,成为提高太阳能电池能量转换效率的有效途径之一。本文系统地报道了面向硅和锗基太阳能电池的新型高效宽带吸收的基于Er3+,Yb3+和Pr3+掺杂近红外光转换材料的设计、合成与光转换性质研究,取得了以下主要研究进展:1)为克服传统光转换材料存在吸收窄且弱的问题,提出了利用具有宽带强吸收特性的4f-5d跃迁的Ce3+和Eu2+为敏化剂,在磷酸盐/硅酸盐和硫化物基质中,实现了拓宽并增强Er3+,Pr3+和Yb3+在近紫外光至可见光光子的吸收范围和效率,最终,大幅增强了Er3+,Pr3+和Yb3+的近红外发光强度;2)以Ce3+/Yb3+为例,通过选择具有不同晶体场强度的基质,对比研究了其对敏化剂Ce3+的最低激发态能级,Yb3+的电荷迁移带和Ce3+/Yb3+间的能量传递效率的调控规律,为设计新型高效稀土光转换材料提供了思路;3)针对目前传统光转换块体材料存在透光率很差,导致无法实现提高太阳能电池的光转换效率。我们探索研究了高透光性的纳米稀土光转换复合薄膜和玻璃材料。
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