稀土有機(jī)配合物及其太陽能電池轉(zhuǎn)光EVA復(fù)合材料的制備與光學(xué)性能研究

【摘要】：本論文合成了一系列稀土有機(jī)配合物，然后將這些配合物加入到太陽能電池封裝材料EVA樹脂中分別制備出了摻雜型和鍵合型的稀土/高分子雜化復(fù)合材料，這些復(fù)合材料可以作為硅基太陽能電池的轉(zhuǎn)光封裝膠膜。 采用回流冷凝法合成了Eu(TTA)_3phen及Eu_(0.5)Re_(0.5)(TTA)_3phen (Re=Gd, Tb, Y,La, Ho, Sm, Pr)8種配合物，各離子對Eu~(~(3+))離子5D0→7F2發(fā)射強(qiáng)度的影響順序依次為：Gd~(3+) Tb~(3+) Y~(3+) La~(3+) Ho~(3+) Sm~(3+) Pr~(3+)。其中Gd~(3+), Tb~(3+), Y~(3+), La~(3+)的引入對配合物發(fā)光有敏化作用，Ho~(3+), Sm~(3+), Pr~(3+)的引入對配合物發(fā)光有猝滅作用，發(fā)光強(qiáng)度最大的Eu_(0.6)Gd_(0.4)(TTA)_3phen具有較強(qiáng)的商業(yè)應(yīng)用價(jià)值。 采用自制的配合物制備出了一系列Eu-TTAphen/EVA和EuGd-TTAphen/EVA摻雜型熒光復(fù)合材料，復(fù)合材料的激發(fā)和發(fā)射光譜同樣表現(xiàn)出紫外區(qū)的寬帶激發(fā)和Eu~(~(3+))離子的特征發(fā)射，在復(fù)合材料中，Eu-TTAphen配合物得到了良好的分散，在EuGd-TTAphen/EVA復(fù)合材料中，雖然Eu_(0.6)Gd_(0.4)(TTA)_3phen配合物612nm發(fā)射峰強(qiáng)度是Eu(TTA)_3phen配合物的1.31倍，但是由于配合物分子被EVA樹脂的分子籠包裹、孤立，Gd~(3+)離子不能對Eu~(3+)離子的發(fā)光進(jìn)行敏化，并且相對于Eu-TTAphen/EVA復(fù)合材料EuGd-TTAphen/EVA復(fù)合材料中的Eu~(3+)離子濃度較小，在相同配合物添加量下，EuGd-TTAphen/EVA復(fù)合材料的發(fā)光強(qiáng)度是Eu-TTAphen/EVA復(fù)合材料的60%左右。 采用原位反應(yīng)方法制備了鍵合型的EuAA(TTA)_2phen/EVA復(fù)合材料，對復(fù)合材料的分析結(jié)果表明：交聯(lián)固化后EuAA(TTA)_2phen配合物在復(fù)合材料中的分散性增強(qiáng)，顆粒變小，在相同的EuAA(TTA)_2phen配合物含量交聯(lián)固化后的復(fù)合材料的發(fā)光強(qiáng)度要強(qiáng)的多，交聯(lián)固化過程對復(fù)合材料透光率的影響是非常明顯的，EuAA(TTA)_2phen配合物含量為1%，交聯(lián)固化后的復(fù)合材料在400-800nm的透光率仍然大于90%，符合商業(yè)EVA膠膜的標(biāo)準(zhǔn)，而且EuAA(TTA)_2phen/EVA(1wt%)不僅可以將太陽光譜中太陽能電池不能響應(yīng)的紫外光轉(zhuǎn)為能夠利用的612nm紅光，還能有效屏蔽掉對太陽能電池發(fā)電不利的紫外光，并且整個(gè)復(fù)合材料的制備過程同目前商業(yè)EVA膠膜的生產(chǎn)過程完全相同，不會(huì)帶來額外的工序和設(shè)備添置，擁有良好的商業(yè)應(yīng)用前景。 【關(guān)鍵詞】：稀土配合物 復(fù)合材料 太陽能電池轉(zhuǎn)光 EVA
【學(xué)位授予單位】：上海師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：O627.3;TM914.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 前言10-20
• 1.1 稀土有機(jī)配合物發(fā)光材料概述10-14
• 1.1.1 稀土有機(jī)配合物的光致發(fā)光原理10-12
• 1.1.2 稀土β-二酮類配合物12-14
• 1.2 稀土雜化高分子復(fù)合材料的研究進(jìn)展14-15
• 1.3 太陽能電池封裝用 EVA 膠膜簡介15-18
• 1.3.1 太陽能電池封裝用 EVA 膠膜的生產(chǎn)過程16-17
• 1.3.2 硅基太陽能電池組件結(jié)構(gòu)17-18
• 1.4 選題意義及研究內(nèi)容18-20
• 第二章 Eu_(0.5)Re_(0.5)(TTA)3phen 的合成與熒光光譜研究20-34
• 2.1 引言20-21
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分21-22
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑21
• 2.2.2 合成方法21-22
• 2.2.3 結(jié)構(gòu)表征與性能測試方法22
• 2.3 結(jié)果與討論22-33
• 2.3.1 元素分析22-23
• 2.3.2 紅外光譜分析23-24
• 2.3.3 Eu(TTA)_3phen 的熒光光譜分析24-25
• 2.3.4 Eu_(0.5)Re_(0.5)(TTA)_3phen 的熒光光譜分析25-27
• 2.3.5 混配稀土離子種類對 Eu_(0.5)Re_(0.5)(TTA)_3phen 發(fā)光強(qiáng)度的影響27-31
• 2.3.6 Gd~(3+)離子加入量對 Eu_xGd_(1-x)(TTA)_3phen 發(fā)光強(qiáng)度的影響31-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 第三章 摻雜型稀土配合物/EVA 復(fù)合材料的制備與熒光光譜研究34-44
• 3.1 引言34
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分34-35
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑34
• 3.2.2 主要儀器設(shè)備34
• 3.2.3 稀土配合物/EVA 復(fù)合材料的制備34-35
• 3.2.4 結(jié)構(gòu)表征與性能測試方法35
• 3.3 結(jié)果與討論35-42
• 3.3.1 Eu-TTAphen/EVA 復(fù)合材料的電鏡分析35-37
• 3.3.2 Eu-TTAphen/EVA 復(fù)合材料的熒光光譜分析37-40
• 3.3.3 EuGd-TTAphen/EVA 復(fù)合材料的電鏡分析40-41
• 3.3.4 EuGd-TTAphen/EVA 復(fù)合材料的熒光光譜分析41-42
• 3.4 本章小結(jié)42-44
• 第四章 太陽能電池轉(zhuǎn)光 EVA 復(fù)合材料的制備與光學(xué)性能研究44-64
• 4.1 引言44
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分44-46
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑44
• 4.2.2 主要儀器設(shè)備44-45
• 4.2.3 具有反應(yīng)活性的稀土配合物的合成45
• 4.2.4 太陽能電池轉(zhuǎn)光 EVA 復(fù)合材料的制備45
• 4.2.5 結(jié)構(gòu)表征與性能測試方法45-46
• 4.3 結(jié)果與討論46-63
• 4.3.1 EuAA(TTA)_2phen 配合物的結(jié)構(gòu)表征46-49
• 4.3.2 EuAA(TTA)_2phen 配合物的熒光光譜分析49-50
• 4.3.3 EuAA(TTA)_2phen/EVA 復(fù)合材料的掃描電鏡分析50-54
• 4.3.4 EuAA(TTA)_2phen/EVA 復(fù)合材料的 XRD 分析54-55
• 4.3.5 EuAA(TTA)_2phen/EVA 復(fù)合材料的原位反應(yīng)機(jī)理55-57
• 4.3.6 EuAA(TTA)_2phen/EVA 復(fù)合材料的熒光光譜分析57-61
• 4.3.7 EuAA(TTA)_2phen/EVA 復(fù)合材料的透光率分析61-63
• 4.4 本章小結(jié)63-64
• 第五章 全文總結(jié)64-65
• 致謝65-66
• 參考文獻(xiàn)66-72
• 攻讀碩士期間取得的成果72

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