ランタニド含有ガラスの蛍光特性と太陽光電変換応用

含镧系元素玻璃的荧光特性及光伏转换应用

基本信息

批准号：
13F03372
负责人：
田部勢津久
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13F03372/
关键词：
量子切断ガラスランタニド蛍光波長変換イッテルビウム

项目摘要

太陽光エネルギーの短波長光子を2つの低エネルギー光子に変換する」波長変換材料の開発を行った。適切な量子切断(Quantum Cutting)過程を利用すれば、高エネルギー光子を2個の1μm光子に分裂させ、それぞれが最大効率で電子-正孔対を発生させることができるので、発電効率を向上できる。具体的にはCe3+やYb3+等のランタニドイオンを光吸収，発光中心として含む酸化物ガラスを作製し、可視－近赤外波長変換を実現した．またドナーの蛍光寿命の温度依存性を測定することにより，エネルギー移動機構の解明を行った．具体的には，J. Lumin.国際論文誌において，論文"太陽光エネルギーの短波長成分の光子を2つの低エネルギー光子に「カットする」波長変換材料の開発を行った。適切な量子切断(Quantum Cutting)過程を利用すれば、高エネルギー光子を2個の1μm光子に分裂させ、それぞれが最大効率で電子-正孔対を発生させることができるので、発電効率を向上できる。具体的にはCe3+やYb3+等のランタニドイオンを光吸収，発光中心として含む酸化物ガラスを作製し、可視－近赤外波長変換を実現した．またドナーの蛍光寿命の温度依存性を測定することにより，エネルギー移動機構の解明を行った．具体的には，Journal of Luminescence 国際論文誌において，論文"Significance of host's intrinsic absorption band tailing on Ce3+ luminescence quantum yield in borate glass"　を出版，Appl. Phys. Lett. 国際論文誌に論文 "Experimental insights on the electron transfer and energy transfer processes between Ce3+-Yb3+ and Ce3+-Tb3+ in borate glass" を出版した．

我们开发了一种波长转换材料，可将太阳光能量的短波长光子转换为两个低能光子。利用适当的量子切割工艺，可以将一个高能光子分裂成两个1μm的光子，每个光子都可以最大效率地产生电子空穴对，从而提高发电效率。具体来说，我们制造了一种含有Ce3+和Yb3+等镧系离子作为光吸收和发射中心的氧化物玻璃，并实现了可见光到近红外波长的转换。我们还通过测量供体荧光寿命的温度依赖性来阐明能量转移机制。具体来说，我们在《J. Lumin》国际期刊上发表了一篇题为“开发一种波长转换材料，将太阳能的短波长分量“切割”成两个低能光子”的文章。利用适当的量子切割工艺，可以将一个高能光子分裂成两个1μm的光子，每个光子都可以最大效率地产生电子空穴对，从而提高发电效率。具体来说，我们制造了一种含有Ce3+和Yb3+等镧系离子作为光吸收和发射中心的氧化物玻璃，并实现了可见光到近红外波长的转换。我们还通过测量供体荧光寿命的温度依赖性来阐明能量转移机制。具体来说，我们在《Journal of Luminescent》上发表了论文“Significance of Host’s intrinsic luminescent城邦拖尾对硼酸盐玻璃中Ce3+光量子产率的影响”，以及在国际期刊Appl. Phys. Lett.上发表了论文“Experimental Insights” Electron Transfer硼酸盐玻璃中Ce3+-Yb3+和Ce3+-Tb3+之间的能量传递过程”发表。