论文部分内容阅读
下转换能够利用稀土离子特殊能级结构将高能的太阳光子转变成能量稍低的、且可以被太阳能电池吸收的光子,因此可以应用于太阳能电池来提高能量转换效率。氟氧化物微晶玻璃由于既拥有氟化物的转换效率高的特点,也拥有氧化物玻璃的优异的化学稳定性和机械性能,所以是下转换的理想材料。
本文研究了BaF2、SrF2和CaF2三种不同主晶相的氟氧化物玻璃的析晶性能以及稀土离子Re3+在这三种主晶相微晶玻璃中的发光性能。发现CaF2为主晶相的微晶玻璃具有最佳的析晶性能。且Pr3+、Yb3+离子在以CaF2为主晶相的微晶玻璃中的吸收性能和发光性能更优异。
微晶化是提高稀土离子掺杂玻璃近红外发光效应以及能量传递效应的有效措施,但微晶化不是稀土离子Pr3+-Yb3+能量传递的必要条件。当存在Yb3+离子时,Pr3+离子会将能量通过协同作用传递给Yb3+,使得自身辐射跃迁降低。能量传递现象在Yb3+离子浓度低时很不明显,当Yb3-离子浓度达到2mol%时,微晶玻璃在近红外区域的发射明显增强。而随着Pr3+离子浓度增加,浓度猝灭加剧,一方面导致Yb3+离子发射强度大幅减弱,另一方面也使得自身发光的荧光寿命锐减。
通过固定激发波长,改变功率,研究Pr3+、Yb3+离子在本系统氟氧化物微晶玻璃中的能量传递过程,发现Pr3+离子的能量传递方式是一变二的过程,Pr3+离子吸收405nm波长的光子,通过两步能量传递将能量分别转移给其它Pr3+离子和Yb3+离子,发射出两个低能光子。