提高硅太阳能电池转换效率的稀土掺杂下转换透明微晶玻璃

面对当前矿物燃料趋于枯竭和大量耗用所诱发的负效应，迫切需要开发和应用新能源和可再生能源，太阳能光伏发电是其中的重要组成部分。本课题拟利用稀土能级特点和量子剪裁原理，探讨实现将一个高能光子转化为两个可被太阳能电池高效利用的低能光子，从而提高其能量转换效率。主要探索在Tb3+（Tm3+，Pr3+，Er3+，Eu2+）Yb3+等共掺的透明微晶玻璃体系中，通过稀土离子间的有效能量传递，最终把一个高能光子转换成两个可被晶体硅有效吸收的低能红外光子（波长小于1100 nm）。本课题旨在开发出具有优异稳定化学性、室外长期光照条件下不易老化，且具有优良下转换性能的稀土掺杂透明微晶玻璃，为提高太阳能电池的转换效率提供材料基础。同时，利用透射电镜和光谱技术手段深入探讨微晶玻璃体系中局域环境与稀土离子的相互作用，析出晶相对微晶玻璃发光性能的影响以及实现高效下转换发光的条件，建立相应的物理模型。