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Gd2O3中掺杂Eu3+和Yb3+荧光粉的制备及荧光性能

2015-08-09闫凤巧肖林久毕春燕

信阳师范学院学报(自然科学版) 2015年3期

闫凤巧,肖林久,谢 颖,于 翠,王 聪,李 飞,毕春燕

(1.燕京理工学院 化工与材料工程学院,河北 廊坊 065201;2.沈阳化工大学 辽宁省稀土化学及应用重点实验室,辽宁 沈阳 110142)

0 引言

在可持续发展的低碳经济中,全球对能源的消费与日俱增,开发新型可再生的绿色能源已成为当今社会面对的首要问题.Becquerel A E最早发现光生伏特效应[1], 1954年美国贝尔实验室Chapin等制备出了硅太阳能电池,但是其光电转化效率较低,理论转换极限(Shockley-Queisser Limit)约为30%[2].从首次发现近红外量子剪裁现象的Tb3+-Yb3+离子对,再到GeO2-B2O3-ZnO-LaF3∶Tm3+,Yb3+, YBO3∶Ce3+,Yb3+, YF3∶Er3+,Yb3+,YVO4∶Yb3+, LaF3∶Pr3+, Yb3+[3-8]等发光材料均发生了红外量子剪裁现象.利用发光材料对太阳光光谱进行剪裁,可以将太阳能电池吸收较弱的高能量的光子转化为吸收较好的近红外光子,大大提高太阳能电池的效率.利用溶胶-凝胶法[9]制备了Gd2O3∶ Eu3+,Gd2O3∶ Yb3+与Gd2O3∶ Eu3+,Yb3+近红外下转换荧光粉,并对制备条件及荧光性能进行了讨论.

2 实验部分

2.1 样品的合成

按计量适量Gd2O3(4N)、Yb2O3(4N)、Eu2O3(4N),柠檬酸的用量为金属阳离子的2倍溶解后备用.将Gd2O3、Yb2O3、Eu2O3分别溶于热的浓硝酸,待完全溶解后倒入溶解的柠檬酸中,混合均匀后置于80 ℃恒温水浴中,随着水分蒸发溶液形成溶胶直至凝胶.将凝胶取出放干燥箱120 ℃恒温干燥4 h,得到多孔蓬松体,研磨后得到前驱体.将研磨均匀的前驱体放入600 ℃马弗炉预焙烧2 h,再将前驱体粉末在高温管式炉中1100 ℃下烧制成所需样品.

2.2 检测

用德国Bruker-D8 X射线衍射仪测定样品晶体结构,采用Cukα(λ=0.154 056 nm),电压为40 kV,电流是40 mA,步长设置为0.02 °.利用日本日立公司的F4600荧光光度计测试Gd2O3∶Eu3+荧光粉的荧光……

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