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发光太阳能聚光器(LSC)是利用发光材料及平面波导的聚光效应来转化太阳光,进行光电转换的新型光功能器件。其中,发光材料的发光性能和光热稳定性是决定LSC性能的关键。本课题利用层状复合氢氧化物(LDHs)的可插层组装及紫外光热稳定性,将有机发光分子DPA/RUB/DPA&PDOEP引入LDHs层间,构筑了LDHs基于有机发光分子共组装复合薄膜体系。制备的有机发光分子/LDH复合超薄膜采用胶束组装这一新型组装方法,实现了三线态-三线态湮灭上转换(TTA-UC)的固载薄膜化。此复合薄膜能够实现从近红外到可见光的上转换,并且具有较好的光稳定性,实现了有机荧光分子/LDH复合薄膜用于LSC的器械化。 主要工作内容: 1.研究了DPA溶液和RUB溶液的发光性能,探索了分子内的TTA-UC上转换原理。选择长波长低强度的氙灯激发,二者均能够出现其特征发光峰。对于DPA溶液,使用670nm的激发波长能够获得435nm的发射峰;对于RUB溶液,使用830nm激发能够获得550nm的发射峰;探索了此现象的成因。对比了DPA@PTBEM、RUB@PTBEM、DPA@PVK、RUB@PVK溶液的发光性能。含有PTBEM包裹的有机分子溶液发光稳定性明显增强。 2.通过共组装的方法制备了(DPA@PTBEM)/LDH、(RUB@PTBEM)/LDH、(DPA@PVK)/LDH、(RUB@PVK)/LDH复合超薄膜。具有PTBEM包裹的有机分子/LDH复合薄膜展现出较好的光稳定性,而且实现了有机分子TTA-UC发光的固载薄膜化。 3.研究了传统的TTA-UC,即含敏化剂的双分子体系的TTA-UC。通过对敏化剂PdOEP和受体份子DPA的TTET及TTA效应研究,提出改进及优化发光方案。通过嵌段聚合物PTBEM的作用,研究(PdoEP&DPA)@PTBEM溶液的发光性能,使其发光稳定性的提升。 4.利用嵌段聚合物PTBEM的双亲性,将有机分子PdOEP和DPA组成的双分子TTA-UC体系包裹,通过调节(PdoEP&DPA)@PTBEM溶液的PH,使其形成带负电的阴离子胶束。通过层层组装的方法,获得(PdoEP&DPA)@PTBEM/LDH复合超薄膜,实现双分子体系TTA-UC的固载薄膜化。 5.利用制备的具有上转换效应的(PdoEP&DPA)@PTBEM/LDH薄膜,将其作为上转换层用于硅太阳能电池,实现硅太阳能电池光电转化效率的提升,体现(PdoEP&DPA)@PTBEM/LDH复合薄膜作为太阳能转换器材料的潜在应用。