新型高效稀土近红外发光材料的合成与光谱特性的研究

基本信息
批准号:21771175
项目类别:面上项目
资助金额:64.00
负责人:尤洪鹏
学科分类:
依托单位:中国科学院长春应用化学研究所
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:葛昕,霍见生,苑森文,冯阳,赵爽,董浪平
关键词:
发光特性稀土发光材料能量传递近红外发光太阳能转换材料
结项摘要

The research target of this project is to develop new rare earth near infrared luminescent materials. We will construct suitable matrix lattice and highly efficient luminescent centers of rare earth ions and transition metal cations in aluminate, silicate, and so on by using crystallography and luminescent principles and energy transfer theory, through the scientific design and the reasonable match among Mn4+ ,Ce3+,Eu2+, Cr3+, Yb3+, Er3+, Nd3+ ions. We will synthesize new rare earth near infrared luminescent materials, study optical properties, luminous efficiency, luminous dynamics, energy transfer mechanisms, etc., and finally obtained near ultraviolet and visible excitation novel highly efficient rare earth near infrared luminescent materials and their key preparation technologies with independent intellectual property rights for silicon solar cell. It will be of important practical significance for the development of China's silicon solar cell industry and high value application of rare earth resources.

本项目以发展新型高效稀土近红外发光材料为研究目标,以稀土离子与过渡族金属阳离子为发光中心,利用结晶学与发光原理以及能量传递理论,在铝酸盐、硅酸盐等体系中,通过材料的科学设计与Mn4+、Ce3+、Eu2+、Cr3+、Yb3+、Er3+、Nd3+等发光离子的合理搭配,构建出合适的基质晶格与高效的发光中心,合成出新型稀土近红外发光材料,研究光谱特性、发光效率、发光动力学、能量传递机理等,最终获得由近紫外与可见激发的新型高效稀土近红外发光材料,进而获得具有我国自主知识产权的硅太阳能电池用稀土近红外发光材料及其关键制备技术。相关研究将对我国硅太阳能电池产业的发展以及稀土资源高值化利用具有重要的现实意义。

项目摘要

本项目围绕研究计划内容与预期的目标,合成了LaGaO3:Cr3+,Ln3+、Gd3Sc2Ga3O12:Ce,Cr,RE、SrGd2Al2O7:Mn4+,Nd3+/Yb3+、Y3GaO6:Bi3+,Eu3+、Gd2GaSbO7:Cr3+,Yb3+、CaAl6Ga6O19:Cr3+,Ln3+、Ca2InSbO6:Mn4+、Sr2InSbO6:Mn4+ 、Y3Ga5O12:Bi3+,Mn2+、ZnGa2−yAlyO4:Mn2+,Mn4+、BaZrGe3O9:Cr3+、Li3Sc2(PO4)3:Mn2+、Ca3M2Ge3O12:Mn2+,Mn4+、Gd3Ga5−x-δAlx−y+δO12:yMn等一系列新型高效近红外发光材料,探索了它们在形成过程中诸多反应要素的影响及其形成机理。研究了所获材料的组成、结构、形貌以及激活离子所处的格位与环境、激发与发射光谱、荧光动力学、浓度猝灭、温度猝灭等,揭示了过渡族与稀土离子吸收与发射的规律,探明了发光材料组成、结构与发光特性之间的内在关联,发现了Ce3+-Cr3+、Bi3+-Mn2+、Cr3+-Yb3+/Er3+/Nd3+、Mn4+-Yb3+/Nd3+、Ce3+-Cr3+-Yb3+/Er3+/Nd3+等能量传递,观察到锰离子自还原和基质中Mn2+与Mn4+发光共存,获得了不同激活离子之间的能量传递机理,探讨了新型高效稀土近红外发光材料在太阳能电池中潜在应用。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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