用于GaAs太陽能電池的NaYF_4中Tb~(3+)-Er~(3+)耦合對的光譜轉換

【摘要】：觀測到一種以Tb3+-Er3+進行光譜轉換的量子剪裁現(xiàn)象。一個高能紫外光子(Tb3+的7F6→5L1)被量子剪裁成兩個低能光子:一個是近紅外光子(Er3+的4I9/2→4I15/2),另一個是藍色光子(Tb3+的5D4→7F6),它們兩個都可以被GaAs太陽能電池有效地吸收。量子剪裁效率高達188%,接近理論極限的200%。從Tb3+(5L1→5D4)到Er3+(4 I15/2→4 I9/2)的能量傳遞的能量失配是237 cm-1,比NaYF4中的聲子能400 cm-1小,能量傳遞是近共振的。Tb3+施主間的能量遷移可以近似地用擴散模型處理,從Tb3+-Er3+對之間能量傳遞的初始過程發(fā)現(xiàn),偶極-偶極相互作用占主導地位。 【作者單位】： 中國科學院激發(fā)態(tài)物理重點實驗室長春光學精密機械與物理研究所;
【關鍵詞】： Tb+-Er+耦合對 光譜轉換 量子剪裁 量子效率
【基金】：國家自然科學基金(61077025,10904140,10774142,60308008)資助項目
【分類號】：TM914.4;O433
【正文快照】： 1引言雖然太陽蘊藏豐富能量,但是只有一小部分能被人類直接利用。這個巨大差距歸因于太陽能轉換器件的高造價和低轉換效率[1]。轉換中大于70%的能量損耗是由于入射太陽光子能量與太陽能電池的基質(zhì)能隙間的光譜失配[2-3]:比帶隙能量低的光子不能被吸收,而能量超過帶隙的光子產(chǎn)

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