熒光增強(qiáng)型上轉(zhuǎn)換納米熒光體NaYF_4:Yb,Er的合成及其在染料太陽能電池中的應(yīng)用

【摘要】：近幾年，稀土摻雜上轉(zhuǎn)換熒光（UCL）材料NaYF4:Yb,Er被廣泛應(yīng)用在生物標(biāo)記，分析檢測，生物醫(yī)學(xué)成像，太陽能電池光存儲、紅外量子計數(shù)器,新一代照明和三維顯示等方面。但是，較低的量子產(chǎn)率限制了其廣泛、深入的應(yīng)用。為了提高NaYF4:Yb,Er的熒光效率，本文從表面鈍化，δ-摻雜兩方面分別對NaYF4:Yb,Er表面及內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行修飾改造，并分別對其進(jìn)行TEM，HRTEM，XRD，PL等表征與解釋。合成了納米Ag顆粒，將其與UCNPs結(jié)合，采用Spin-coating方法制備了Ag/UCNPs薄膜，然后將納米Ag增強(qiáng)的上轉(zhuǎn)換薄膜應(yīng)用于染料敏化太陽能電池（Dye-Sensitized Solar Cell，DSSC），使DSSC的光電轉(zhuǎn)換效率得以顯著的提高。 一、采用高溫溶液法，以LnCl3（Ln=Y, Yb, Er）、NH4F以及NaOH為主要原料，穩(wěn)定合成出結(jié)晶度高、分散性良好、均勻摻雜的β-NaYF4:Yb,Er，NaYF4:Yb,Er@NaYF4以及δ-doping NaYF4:Yb,Er納米熒光體。并通過調(diào)整實驗參數(shù)（反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間等），實現(xiàn)對產(chǎn)物的形貌和尺寸的控制合成，并對產(chǎn)物進(jìn)行了TEM，HRTEM，XRD，PL等表征與解釋。 二、首先采用溶劑熱法制備了粒徑約為40nm的Ag NPs，并對其進(jìn)行了TEM，HRTEM，XRD，UV-Vis等表征與解釋。然后將上述三種UCNPs分別與Ag NPs進(jìn)行一定比例的混合，來研究普通摻雜，表面鈍化以及δ-摻雜這三種體系分別與表面等離子體共振（Surface Plasma Resonance，SPR）效應(yīng)的結(jié)合，并通過熒光（PL）圖分析對熒光效率的影響，實驗發(fā)現(xiàn)Ag/δ-doping NaYF4:Yb,Er體系是最佳的，并通過正交法找出了最佳配比。 三、制備Ag/UCNPs薄膜并將其應(yīng)用于DSSC，測試?yán)L制并分析了DSSC的I-V曲線，實驗發(fā)現(xiàn)引入上轉(zhuǎn)換薄膜后，DSSC的光電轉(zhuǎn)換效率提高了約38%。 【關(guān)鍵詞】：δ-doping NaYF4 Yb Er熒光增強(qiáng) 太陽能電池
【學(xué)位授予單位】：山東師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TQ422;TM914.4
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-9
• 第一章 緒論9-36
• 1.1 稀土上轉(zhuǎn)換熒光材料9-23
• 1.1.1 上轉(zhuǎn)換材料9-11
• 1.1.2 上轉(zhuǎn)換效率的影響因素11-18
• 1.1.3 納米熒光體 NaYF_4:Yb,Er 在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用18-19
• 1.1.4 提高上轉(zhuǎn)換熒光體 NaYF_4:Yb,Er 量子產(chǎn)率的方法19-23
• 1.2 本文的選題及主要思路23-24
• 參考文獻(xiàn)24-36
• 第二章 NaYF_4:Yb,Er、NaYF_4:Yb,Er@NaYF_4以及δ-doping NaYF_4:Yb,Er 的合成與表征36-50
• 2.1 試劑與儀器36-37
• 2.2 稀土上轉(zhuǎn)換納米熒光體的合成37-38
• 2.2.1 β-NaYF_4:Yb,Er 的合成37-38
• 2.2.2 NaYF_4:Yb,Er@NaYF_4的合成38
• 2.2.3 δ-doping NaYF_4:Yb,Er 的合成38
• 2.3 結(jié)果與討論38-49
• 2.3.1 β-NaYF_4:Yb,Er38-44
• 2.3.2 NaYF_4:Yb,Er@NaYF_43644-45
• 2.3.3 δ-doping NaYF_4:Yb,Er45-49
• 參考文獻(xiàn)49-50
• 第三章 納米 Ag 促進(jìn)的熒光增強(qiáng)效應(yīng)及其在太陽能電池中的應(yīng)用50-72
• 3.1 納米 Ag 的制備及表征50-53
• 3.1.1 試劑與儀器51
• 3.1.2 Ag NPs 的制備51-52
• 3.1.3 結(jié)果與討論52-53
• 3.2 納米 Ag 促進(jìn)的熒光增強(qiáng)效應(yīng)53-57
• 3.2.1 實驗部分54
• 3.2.2 結(jié)果與討論54-57
• 3.3 Ag/UCNPs 薄膜的制備及其在太陽能電池中的應(yīng)用57-66
• 3.3.1 試劑與儀器59-60
• 3.3.2 實驗60-62
• 3.3.3 結(jié)果與討論62-66
• 參考文獻(xiàn)66-72
• 第四章 結(jié)論與展望72-73
• 發(fā)表論文情況73-74
• 致謝74

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