第35卷，第12期 2015年12月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 35 ,No. 12 -pp3291-3295
December: 2015
增强型太阳能电池用Ce3+/Tb3+掺杂碱土硼酸盐玻璃
杨朋".2，赵昕，王志强”，林海1.2* 1，大连工业大学信息科学与工程学院，辽宁大连116034 2，大连工业大学纺织与材料工程学院，辽宁大连116034
摘要制备并研究了Ce+和Tb+掺杂碱土硼酸盐（LKZBSB)玻璃及该体系玻璃的光致发光特性，观察到起源于Ce+和Tb3+发光中心的蓝紫色和绿色荧光。波长为487，543，586和621nm的发射峰分别归属于 Tb3+的"D-→’F，“D-→F，“D-→F和"Di-→’F发射跃迁，389nm的宽带发射峰归属于Ce+的5d4f 电偶级允许跃迁。通过Ce3+引人，LKZBSB玻璃中Tb3+可见光发射的有效激发波长范围显著扩大，尤其在中波紫外激发下，Ce+/Tb+共掺样品中Tb+的绿光发射强度相对于Tb3+单掺样品，增强系数高达73倍。结果表明，在Ce+/Tb"+掺杂LKZBSB玻璃中，紫外辐射可有效转换成可见光，作为光转换层对增强型太阳能电池的研发具有重要的应用价值。
关键词Ce3+/Tb3+掺杂：碱土硼酸盐玻璃；辐射转换：增强型太阳能电池
中图分类号：0433；TQ171
引言
文献标识码：A
随着不可再生资源大量消耗，可再生资源的研究利用引起了人们广泛的关注，其中太阳能发电因其清洁性和可再生性成为了研究的热点之一-3]。太阳能电池的作用主要是将充沛的太阳能直接转化成电能。虽然太阳能电池的发展经历了半个世纪，但由于太阳能的转化效率低，使得太阳能发电的成本相对昂贵。限制太阳能电池效率的一个主要原因是电池器件只能利用太阳辐射能的一部分，其中，大部分紫外和红外光辐射的能量被浪费[-5]。此外，对于染料敏化型太阳能电池，紫外辐射会对染料产生光氧化效应，使得染料性能减弱，从而进一步影响了太阳能电池的效率。目前，提高太阳能电池效率的普通方法是在电池表面漆加一层聚脂薄膜紫外过滤层，以防止紫外辐射伤害，但是这种方法同样无法利用高能紫外太阳辐射-9。通过研究发现，一种更为适用的的方法是在电池表面添加一层稀土接杂的无机透明材料，这种方法不仅可以避免高能紫外辐射对电池的损坏，而且能使紫外光子转换成太阳能电池可吸收的低能可见光光子，从而提高太阳能电池的转换效率[10-11]。科研人员通过Dy3+掺杂的LaVO4光学薄膜应用于染料敏化电池中，使得太阳能电池的转换效率提高了23.3%12，另有研究人员将Ti02纳
收稿日期：2014-09-16，修订日期：2014-12-20
DOI: 10. 3964/j. issn. 1000-0593(2015)12-3291-05
米管应用于染料敏化电池中时，通过Sm3+的掺杂，利用下转换光子转换过程，将电池效率提高了73.1%[13]。这种改进太阳能电池的方法有着不可忽视的作用，尤其在紫外辐射充足的外太空中有着良好的应用前景。
HAnadop convernion laye
Fig, 1Schematic diagram of Tb+ -doped UV
Visible conversion layer for solar cells
由于Tb+有着丰富的能级，且能够将紫外辐射转换成可见光，所以Tb+可作为一种实现辐射转换的掺杂剂图1是太阳能电池的示意图，其中Tb+掺杂的光转化层能够将紫外光转化成绿光被吸收，而不会干扰染料的活性，这
基金项目：国家自然科学基金项目(61275057)和辽宁省自然科学基金项目(201202011)资助作者简介：杨朋，1991年生，大连工业大学信息科学与工程学院硕士研究生
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