Сергей Викторович Кузнецов, Алексей Сергеевич Низамутдинов, Эдуард Ильдарович Мадиров, Василий Андреевич Конюшкин, Андрей Николаевич Накладов, Валерий Вениаминович Воронов, Алексей Дмитриевич Япрынцев, Владимир Константинович Иванов, Вадим Владимирович Семашко, Павел Павлович Фёдоров
{"title":"固体溶液荧光研究","authors":"Сергей Викторович Кузнецов, Алексей Сергеевич Низамутдинов, Эдуард Ильдарович Мадиров, Василий Андреевич Конюшкин, Андрей Николаевич Накладов, Валерий Вениаминович Воронов, Алексей Дмитриевич Япрынцев, Владимир Константинович Иванов, Вадим Владимирович Семашко, Павел Павлович Фёдоров","doi":"10.17308/kcmf.2020.22/2834","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"Подавляющая часть мирового рынка солнечных фотоэлектрических устройств основывается на кремниевых технологиях. Актуальной задачей является повышение эффективности их работы за счет использования люминесцентных покрытий, в том числе преобразующих излучение из УФ-синей области спектра в ближний инфракрасный диапазон, где кремний поглощает излучение с наибольшей эффективностью (стоксовая, или даун-конверсионная люминесценция) или из инфракрасной области спектра в ближний инфракрасный диапазон (ап-конверсионная люминесценция). Целью данного исследования были синтез и исследование спектрально-кинетических характеристик однофазных твердых растворов Y1–x–yEuxYbyF3 и определение квантового выхода даун-конверсионной люминесценции.Методом высокотемпературного сплавления были синтезированы однофазные образцы твердых растворов Y1–x–yEuxYbyF3 ромбической сингонии. Для серий образцов с различным соотношением Eu3+/Yb3+ при двойном допировании этими ионами было подтверждено образование соответствующих твердых растворов с кристаллической решеткой фазы b-YF3. Химический состав установлен энергодисперсионным анализом и было определено, что он соответствует номинальному. Показано, что при возбуждении на длинах волн 266 и 296 нм наблюдается люминесценция как ионов Eu3+, так и ионов Yb3+, что свидетельствует об перспективе их использования в качествесенсибилизаторов УФ излучения. При этом при возбуждении на длине волны 266 нм регистрируется люминесценция ионов Eu2+. Максимальные квантовые выходы даун-конверсионной люминесценции иттербия в ближнем инфракрасном диапазоне длин волн со значением 2.2 % при возбуждении на длине волны 266 нм были зарегистрированы для YF3:Eu:Yb при соотношениях Eu3+:Yb3+ 0.1:10.0 и 0.05:5.00. \n \n \n \nЛИТЕРАТУРА \n1. Weber E. R. Photovoltaics moving into the terawatt age. In: Proc. SPIE 10368, Next GenerationTechnologies for Solar Energy Conversion VIII. 2017;10368: 1036803. DOI: https://doi.org/10.1117/12.22779782. Seibt M., Kveder V. Gettering Processes and the Role of Extended Defects. In: Advanced Silicon Materialsfor Photovoltaic Applications. John Wiley & Sons, Ltd; 2012. pp. 127–188. DOI: https://doi.org/10.1002/9781118312193.ch43. Turkevych I., et al. Strategic advantages of reactive polyiodide melts for scalable perovskite photovoltaics.Nature Nanotechnology. 2019:14(1): 57–63. DOI: https://doi.org/10.1038/s41565-018-0304-y4. Abdollahi Nejand B., et al. Vacuum-assisted growth of low-bandgap thin fi lms (FA 0.8 MA 0.2 Sn0.5 Pb 0.5 I 3) for all-perovskite tandem solar cells. Advanced Energy Materials. 2020;10(5): 1902583. DOI:https://doi.org/10.1002/aenm.2019025835. Im J. H., et al. 6.5% effi cient perovskite quantumdot- sensitized solar cell. Nanoscale. 2011;3(10):4088–4093. DOI: https://doi.org/10.1039/C1NR10867K6. Huang X., Sanyang H., Wei H., Xiaogang L. Enhancing solar cell efficiency: the search forluminescent materials as spectral converters. Chemical Society Reviews. 2013;42(1): 173–201. DOI: https://doi.org/10.1039/C2CS35288E7. Trupke T., Green M. A., Würfel P. Improving solar cell effi ciencies by down-conversion of high-energyphotons. Journal of Applied Physics. 2002;92(3): 1668–1674. DOI: https://doi.org/10.1063/1.14920218. Yao H., Shen H., Tang Q. Highly luminescent up/down conversion thin fi lms prepared by a roomtemperature process. Thin Solid Films. 2019;683: 1–7. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tsf.2019.05.0109. Loiko P. A., Khaidukov N. M., Mendez-Ramos J., Vilejshikova E. V., Skoptsov N. A., Yumashev K. V. Upanddown-conversion emissions from Er3+ doped K2YF5 and K2YbF5 crystals. Journal of Luminescence. 2016;170:1 – 7. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2015.10.01610. Li L., Lou C., Cao H., Diao H., Karunakaran S. K. Enhancing concentrator monocrystalline Si solarcells by down conversion Ce3+-Yb3+ co-doped YAG phosphors. Applied Physics Letters. 2018;113(10):101905. DOI: https://doi.org/10.1063/1.504322111. Serrano D., Braud A., Doualan J.-L., Camy P., Benayad A., Menard V., Moncorge R. Ytterbiumsensitization in KY3F10: Pr3+, Yb3+ for silicon solar cells effi ciency enhancement. Optical Materials. 2011;33(7): 1028–1031. DOI: https://doi.org/10.1016/j.optmat.2010.07.02312. Fischer S., Ivaturi A., Jakob P., Krämer K. W., Martin-Rodriguez R., Meijerink A., Goldschmidt J. C.Upconversion solar cell measurements under real sunlight. Optical Materials. 2018;84: 389–395. DOI:https://doi.org/10.1016/j.optmat.2018.05.07213. Kuznetsov S., Ermakova Y., Voronov V., Fedorov P., Busko D., Howard I. A., Turshatov A. Up-conversionquantum yields of SrF2:Yb3+, Er3+ sub-micron particles prepared by precipitation from aqueous solution.Journal of Materials Chemistry C. 2018;6(3): 598–604. DOI: https://doi.org/10.1039/C7TC04913G14. Fischer S., Ivaturi A., Jakob P., Krдmer K. W., Martin-Rodriguez R., Meijerink A., Richards B., GoldschmidtJ. C. Upconversion solar cell measurements under real sunlight. Optical Materials. 2018;84: 389–395. DOI: https://doi.org/10.1016/j.optmat.2018.05.07215. Lyapin A. A., Gushchin S. V., Kuznetsov S. V., Ryabochkina P. A., Ermakov A. S., V Proydakova. Yu.,Voronov V. V., Fedorov P. P., Artemov S. A., Yapryntsev A. D., Ivanov V. K. Infrared-to-visible upconversionluminescence in SrF2:Er powders upon excitation of the 4I13/2 level. Optical Materials Express.2018;8(7): 1863–1869. DOI: https://doi.org/10.1364/OME.8.00186316. Рожнова Ю. А., Кузнецов С. В., Воронов В. В., Федоров П. П. Синтез ап-конверсионных люминонофоров на основе фторида стронция, легированного Ho3+ и Er3+, для визуализаторов двухмикронного излучения. Конденсированные среды и межфазные границы, 2016;18(3): 408–413. Режим доступа: https://journals.vsu.ru/kcmf/article/view/150/10717. Александров А. А., Маякова М. Н., Воронов В. В., Поминова Д. В., Кузнецов С. В., Баранчиков А. Е., Иванов В. К., Лысакова Е. И., Фёдоров П. П. Синтез ап-конверсионных люминофоров на основе фторида кальция. Конденсированные среды и межфазные границы. 2020;22(1): 3–10. DOI: https://doi.org/10.17308/kcmf.2020.22/252418. Van Der Ende B. M., Aarts L., Meijerink A. Nearinfrared quantum cutting for photovoltaics. AdvancedMaterials. 2009;21(30): 3073–3077. DOI: https://doi.org/10.1002/adma.20080222019. Piper W. W., DeLuca J. A., Ham F. S. Cascade fl uorescent decay in Pr3+-doped fl uorides: Achievementof a quantum yield greater than unity for emission of visible light. Journal of Luminescence. 1974;8(4):344–348. DOI: https://doi.org/10.1016/0022-2313(74)90007-620. Yasyrkina D. S., Kuznetsov S. V., Ryabova A. V., Pominova D. V., Voronov V. V., Ermakov R. P., FedorovP. P. Dependence of quatum yield of up-conversion luminescence on the composition of fl uorite-typesolid solution NaY1-x-yYbxEryF4. Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics. 2013;4(5): 648–656. Availableat: http://nanojournal.ifmo.ru/en/articles-2/volume4/4-5/physics/paper07/21. Ding M., Lu C., Cao L., Song J., Ni Y., Xu Z. Facile synthesis of b-NaYF4:Ln3+ (Ln = Eu, Tb, Yb/Er,Yb/Tm) microcrystals with down- and up-conversion luminescence. Journal of Materials Science. 2013;48(14):4989–4998. DOI: https://doi.org/10.1007/s10853-013-7285-x22. Tao F., Wang Z., Yao L., Weili C., Li X. Synthesis and photoluminescence properties of truncatedoctahedral Eu-Doped YF3 submicrocrystals or nanocrystals. The Journal of Physical Chemistry C.2007;111(8): 3241–3245. DOI: https://doi.org/10.1021/jp065905z23. Свешников Б. Я., Широков В. В. О зависимости измерений средней длительности и выходалюминесценции в процессе тушения от закона взаимодействия молекул. Оптика и спектроскопия.1962;12(5): 576–581.24. Кузнецов С. В., Низамутдинов А. С., Пройдакова В. Ю., Мадиров Э. И., Воронов В. В., Япрынцев А. Д., Иванов В. К., Гориева В. Г., Марисов М. А., Семашко В. В., Федоров П. П. Cинтез и исследованиелюминесценции твердых растворов Sr1–x–yYbxEuyF2+x+y для фотоники. Неорганические материалы.2019;55(10): 1092–1100. DOI: https://doi.org/10.1134/S0002337X19100087","PeriodicalId":17879,"journal":{"name":"Kondensirovannye sredy i mezhfaznye granitsy = Condensed Matter and Interphases","volume":"1 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2020-06-25","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":"{\"title\":\"Исследование люминесценции твердых растворов на основе фторида иттрия, легированных иттербием и европием для фотоники\",\"authors\":\"Сергей Викторович Кузнецов, Алексей Сергеевич Низамутдинов, Эдуард Ильдарович Мадиров, Василий Андреевич Конюшкин, Андрей Николаевич Накладов, Валерий Вениаминович Воронов, Алексей Дмитриевич Япрынцев, Владимир Константинович Иванов, Вадим Владимирович Семашко, Павел Павлович Фёдоров\",\"doi\":\"10.17308/kcmf.2020.22/2834\",\"DOIUrl\":null,\"url\":null,\"abstract\":\"Подавляющая часть мирового рынка солнечных фотоэлектрических устройств основывается на кремниевых технологиях. Актуальной задачей является повышение эффективности их работы за счет использования люминесцентных покрытий, в том числе преобразующих излучение из УФ-синей области спектра в ближний инфракрасный диапазон, где кремний поглощает излучение с наибольшей эффективностью (стоксовая, или даун-конверсионная люминесценция) или из инфракрасной области спектра в ближний инфракрасный диапазон (ап-конверсионная люминесценция). Целью данного исследования были синтез и исследование спектрально-кинетических характеристик однофазных твердых растворов Y1–x–yEuxYbyF3 и определение квантового выхода даун-конверсионной люминесценции.Методом высокотемпературного сплавления были синтезированы однофазные образцы твердых растворов Y1–x–yEuxYbyF3 ромбической сингонии. Для серий образцов с различным соотношением Eu3+/Yb3+ при двойном допировании этими ионами было подтверждено образование соответствующих твердых растворов с кристаллической решеткой фазы b-YF3. Химический состав установлен энергодисперсионным анализом и было определено, что он соответствует номинальному. Показано, что при возбуждении на длинах волн 266 и 296 нм наблюдается люминесценция как ионов Eu3+, так и ионов Yb3+, что свидетельствует об перспективе их использования в качествесенсибилизаторов УФ излучения. При этом при возбуждении на длине волны 266 нм регистрируется люминесценция ионов Eu2+. Максимальные квантовые выходы даун-конверсионной люминесценции иттербия в ближнем инфракрасном диапазоне длин волн со значением 2.2 % при возбуждении на длине волны 266 нм были зарегистрированы для YF3:Eu:Yb при соотношениях Eu3+:Yb3+ 0.1:10.0 и 0.05:5.00. \\n \\n \\n \\nЛИТЕРАТУРА \\n1. Weber E. R. Photovoltaics moving into the terawatt age. In: Proc. SPIE 10368, Next GenerationTechnologies for Solar Energy Conversion VIII. 2017;10368: 1036803. DOI: https://doi.org/10.1117/12.22779782. Seibt M., Kveder V. Gettering Processes and the Role of Extended Defects. In: Advanced Silicon Materialsfor Photovoltaic Applications. John Wiley & Sons, Ltd; 2012. pp. 127–188. DOI: https://doi.org/10.1002/9781118312193.ch43. Turkevych I., et al. Strategic advantages of reactive polyiodide melts for scalable perovskite photovoltaics.Nature Nanotechnology. 2019:14(1): 57–63. DOI: https://doi.org/10.1038/s41565-018-0304-y4. Abdollahi Nejand B., et al. Vacuum-assisted growth of low-bandgap thin fi lms (FA 0.8 MA 0.2 Sn0.5 Pb 0.5 I 3) for all-perovskite tandem solar cells. Advanced Energy Materials. 2020;10(5): 1902583. DOI:https://doi.org/10.1002/aenm.2019025835. Im J. H., et al. 6.5% effi cient perovskite quantumdot- sensitized solar cell. Nanoscale. 2011;3(10):4088–4093. DOI: https://doi.org/10.1039/C1NR10867K6. Huang X., Sanyang H., Wei H., Xiaogang L. Enhancing solar cell efficiency: the search forluminescent materials as spectral converters. Chemical Society Reviews. 2013;42(1): 173–201. DOI: https://doi.org/10.1039/C2CS35288E7. Trupke T., Green M. A., Würfel P. Improving solar cell effi ciencies by down-conversion of high-energyphotons. Journal of Applied Physics. 2002;92(3): 1668–1674. DOI: https://doi.org/10.1063/1.14920218. Yao H., Shen H., Tang Q. Highly luminescent up/down conversion thin fi lms prepared by a roomtemperature process. Thin Solid Films. 2019;683: 1–7. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tsf.2019.05.0109. Loiko P. A., Khaidukov N. M., Mendez-Ramos J., Vilejshikova E. V., Skoptsov N. A., Yumashev K. V. Upanddown-conversion emissions from Er3+ doped K2YF5 and K2YbF5 crystals. Journal of Luminescence. 2016;170:1 – 7. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2015.10.01610. Li L., Lou C., Cao H., Diao H., Karunakaran S. K. Enhancing concentrator monocrystalline Si solarcells by down conversion Ce3+-Yb3+ co-doped YAG phosphors. Applied Physics Letters. 2018;113(10):101905. DOI: https://doi.org/10.1063/1.504322111. Serrano D., Braud A., Doualan J.-L., Camy P., Benayad A., Menard V., Moncorge R. Ytterbiumsensitization in KY3F10: Pr3+, Yb3+ for silicon solar cells effi ciency enhancement. Optical Materials. 2011;33(7): 1028–1031. DOI: https://doi.org/10.1016/j.optmat.2010.07.02312. Fischer S., Ivaturi A., Jakob P., Krämer K. W., Martin-Rodriguez R., Meijerink A., Goldschmidt J. C.Upconversion solar cell measurements under real sunlight. Optical Materials. 2018;84: 389–395. DOI:https://doi.org/10.1016/j.optmat.2018.05.07213. Kuznetsov S., Ermakova Y., Voronov V., Fedorov P., Busko D., Howard I. A., Turshatov A. Up-conversionquantum yields of SrF2:Yb3+, Er3+ sub-micron particles prepared by precipitation from aqueous solution.Journal of Materials Chemistry C. 2018;6(3): 598–604. DOI: https://doi.org/10.1039/C7TC04913G14. Fischer S., Ivaturi A., Jakob P., Krдmer K. W., Martin-Rodriguez R., Meijerink A., Richards B., GoldschmidtJ. C. Upconversion solar cell measurements under real sunlight. Optical Materials. 2018;84: 389–395. DOI: https://doi.org/10.1016/j.optmat.2018.05.07215. Lyapin A. A., Gushchin S. V., Kuznetsov S. V., Ryabochkina P. A., Ermakov A. S., V Proydakova. Yu.,Voronov V. V., Fedorov P. P., Artemov S. A., Yapryntsev A. D., Ivanov V. K. Infrared-to-visible upconversionluminescence in SrF2:Er powders upon excitation of the 4I13/2 level. Optical Materials Express.2018;8(7): 1863–1869. DOI: https://doi.org/10.1364/OME.8.00186316. Рожнова Ю. А., Кузнецов С. В., Воронов В. В., Федоров П. П. Синтез ап-конверсионных люминонофоров на основе фторида стронция, легированного Ho3+ и Er3+, для визуализаторов двухмикронного излучения. Конденсированные среды и межфазные границы, 2016;18(3): 408–413. Режим доступа: https://journals.vsu.ru/kcmf/article/view/150/10717. Александров А. А., Маякова М. Н., Воронов В. В., Поминова Д. В., Кузнецов С. В., Баранчиков А. Е., Иванов В. К., Лысакова Е. И., Фёдоров П. П. Синтез ап-конверсионных люминофоров на основе фторида кальция. Конденсированные среды и межфазные границы. 2020;22(1): 3–10. DOI: https://doi.org/10.17308/kcmf.2020.22/252418. Van Der Ende B. M., Aarts L., Meijerink A. Nearinfrared quantum cutting for photovoltaics. AdvancedMaterials. 2009;21(30): 3073–3077. DOI: https://doi.org/10.1002/adma.20080222019. Piper W. W., DeLuca J. A., Ham F. S. Cascade fl uorescent decay in Pr3+-doped fl uorides: Achievementof a quantum yield greater than unity for emission of visible light. Journal of Luminescence. 1974;8(4):344–348. DOI: https://doi.org/10.1016/0022-2313(74)90007-620. Yasyrkina D. S., Kuznetsov S. V., Ryabova A. V., Pominova D. V., Voronov V. V., Ermakov R. P., FedorovP. P. Dependence of quatum yield of up-conversion luminescence on the composition of fl uorite-typesolid solution NaY1-x-yYbxEryF4. Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics. 2013;4(5): 648–656. Availableat: http://nanojournal.ifmo.ru/en/articles-2/volume4/4-5/physics/paper07/21. Ding M., Lu C., Cao L., Song J., Ni Y., Xu Z. Facile synthesis of b-NaYF4:Ln3+ (Ln = Eu, Tb, Yb/Er,Yb/Tm) microcrystals with down- and up-conversion luminescence. Journal of Materials Science. 2013;48(14):4989–4998. DOI: https://doi.org/10.1007/s10853-013-7285-x22. Tao F., Wang Z., Yao L., Weili C., Li X. Synthesis and photoluminescence properties of truncatedoctahedral Eu-Doped YF3 submicrocrystals or nanocrystals. The Journal of Physical Chemistry C.2007;111(8): 3241–3245. DOI: https://doi.org/10.1021/jp065905z23. Свешников Б. Я., Широков В. В. О зависимости измерений средней длительности и выходалюминесценции в процессе тушения от закона взаимодействия молекул. Оптика и спектроскопия.1962;12(5): 576–581.24. Кузнецов С. В., Низамутдинов А. С., Пройдакова В. Ю., Мадиров Э. И., Воронов В. В., Япрынцев А. Д., Иванов В. К., Гориева В. Г., Марисов М. А., Семашко В. В., Федоров П. П. Cинтез и исследованиелюминесценции твердых растворов Sr1–x–yYbxEuyF2+x+y для фотоники. Неорганические материалы.2019;55(10): 1092–1100. DOI: https://doi.org/10.1134/S0002337X19100087\",\"PeriodicalId\":17879,\"journal\":{\"name\":\"Kondensirovannye sredy i mezhfaznye granitsy = Condensed Matter and Interphases\",\"volume\":\"1 1\",\"pages\":\"\"},\"PeriodicalIF\":0.0000,\"publicationDate\":\"2020-06-25\",\"publicationTypes\":\"Journal Article\",\"fieldsOfStudy\":null,\"isOpenAccess\":false,\"openAccessPdf\":\"\",\"citationCount\":\"0\",\"resultStr\":null,\"platform\":\"Semanticscholar\",\"paperid\":null,\"PeriodicalName\":\"Kondensirovannye sredy i mezhfaznye granitsy = Condensed Matter and Interphases\",\"FirstCategoryId\":\"1085\",\"ListUrlMain\":\"https://doi.org/10.17308/kcmf.2020.22/2834\",\"RegionNum\":0,\"RegionCategory\":null,\"ArticlePicture\":[],\"TitleCN\":null,\"AbstractTextCN\":null,\"PMCID\":null,\"EPubDate\":\"\",\"PubModel\":\"\",\"JCR\":\"\",\"JCRName\":\"\",\"Score\":null,\"Total\":0}","platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Kondensirovannye sredy i mezhfaznye granitsy = Condensed Matter and Interphases","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.17308/kcmf.2020.22/2834","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"","JCRName":"","Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
摘要
全球太阳能光电设备市场的很大一部分是基于硅技术。当前的任务是通过使用紫外线涂层来提高其工作效率，包括将紫外线辐射从紫外光谱转化为近红外光谱，在那里硅最有效地吸收辐射(斯托克工业或低端荧光)或从近红外光谱的红外区域(上转换发光)。这项研究的目标是合成和研究单相固态Y1 - x - yEuxYbyF3的光谱动力学特征，并确定对流光的量子输出。高温合金合成了单相固态溶液样本Y1 - x - yEuxYbyF3菱形syngonia。对于具有不同比例的Eu3+/Yb3+的一系列样品，在双完成后确认了与b-YF3晶体格栅相关的固态溶液的形成。化学成分是由能量分散分析确定的，并被确定与面值匹配。在266和296 nm的激波中，Eu3+和Yb3+离子都有发光，这表明它们被用作紫外线春季辐射剂的前景。在266 nm的激波中，e2 +离子的发光量被记录在266 nm的激光度上。在近红外波长(266 nm)中，iterbia的最大量子输出为2.2%，Eu: Eu: eb +:Yb3+:Yb3+ 0.1:10 0和0.05.00。文学1。韦伯E. R. Photovoltaics moving进入terawatt时代。pie 10368，下一代太阳能转换技术。2017; 10368: 1036803。DOI: https://doi.org/10.1117/12.22779782。Seibt M, Kveder v和扩展防御的角色。先进的硅物质为Photovoltaic应用。约翰·威利和儿子，Ltd ?2012. pp 127 - 188。DOI: https://doi.org/10.1002/9781118312193.ch43。Turkevych I等等Strategic advantages是为scalable perovskite photovoltaics设计的。自然Nanotechnology 2019:14(1) 57 - 63。DOI: https://doi.org/10.1038/s41565-018-0304-y4。Abdollahi Nejand B，等等。Vacuum- asside thin lms (FA 0.8 MA 0.2 snb 0.5 I 3)为所有perovskite tandem独奏者。先进的能源物理学，2020年，10(5):1902583。DOI: https://doi.org/10.1002/aenm.2019025835。Im J. H，等一下，6.5%的个人意识细胞。Nanoscale 2011; 3(10): 4068一万七千五百二十八。DOI: https://doi.org/10.1039/C1NR10867K6。黄X，三洋H，小黄L. efficency:寻找幸运符物理系作为一个特殊的转换。化学社会评论:2013年，42(1):173 - 201。DOI: https://doi.org/10.1039/C2CS35288E7。特拉克T，格林M. A, Wurfel P. M. A, Wurfel c . l。2002年，92年(3年):1668 - 1674年。DOI: https://doi.org/10.1063/1.14920218。Yao H, Shen H, Tang q.h.， Tang q.h.从roomtemperature开始。单个电影，2019,683:1 - 7。DOI: https://doi.org/10.1016/j.tsf.2019.05.0109。Loiko P. A.， Khaidukov N. M.， Mendez-Ramos J. V.，2016年，170:1 - 7。DOI: https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2015.10.01610。Li L, Lou C, Cao H, Diao H, Karunakaran S. S.， Karunakaran s。附录物理笔记2018 113(10):101905年DOI: https://doi.org/10.1063/1.504322111。Serrano D, Braud A, Doualan j -L。Camy P, Benayad A, Menard V, KY3F10中的Moncorge r ytterbiumsenization: Pr3+， Yb3+为silicon独奏会。Optical物质(2011):33(7):1028 - 1031。DOI: https://doi.org/10.1016/j.optmat.2010.07.02312。费雪S，伊瓦塔里A，贾科布P，克雷默W，马丁·罗德里格斯R，高德施米特·j·c·库尔森太阳下。Optical物理系，2018年，84年，389 - 395年。DOI: https://doi.org/10.1016/j.optmat.2018.05.07213。Kuznetsov S, Voronov V, Voronov V, Voronov V, Voronov V，霍华德I. A，《物质化学杂志》C. 2018, 6(3): 598 - 604。DOI: https://doi.org/10.1039/C7TC04913G14。费雪S，伊瓦塔里A，贾科布P，马丁·罗德里格斯R，梅耶里耶斯A，理查兹B，高德施米德j。C. Upconversion太阳能电池在现实阳光下。Optical物理系，2018年，84年，389 - 395年。DOI: https://doi.org/10.1016/j.optmat.2018.05.07215。Lyapin A. A。
Исследование люминесценции твердых растворов на основе фторида иттрия, легированных иттербием и европием для фотоники
Подавляющая часть мирового рынка солнечных фотоэлектрических устройств основывается на кремниевых технологиях. Актуальной задачей является повышение эффективности их работы за счет использования люминесцентных покрытий, в том числе преобразующих излучение из УФ-синей области спектра в ближний инфракрасный диапазон, где кремний поглощает излучение с наибольшей эффективностью (стоксовая, или даун-конверсионная люминесценция) или из инфракрасной области спектра в ближний инфракрасный диапазон (ап-конверсионная люминесценция). Целью данного исследования были синтез и исследование спектрально-кинетических характеристик однофазных твердых растворов Y1–x–yEuxYbyF3 и определение квантового выхода даун-конверсионной люминесценции.Методом высокотемпературного сплавления были синтезированы однофазные образцы твердых растворов Y1–x–yEuxYbyF3 ромбической сингонии. Для серий образцов с различным соотношением Eu3+/Yb3+ при двойном допировании этими ионами было подтверждено образование соответствующих твердых растворов с кристаллической решеткой фазы b-YF3. Химический состав установлен энергодисперсионным анализом и было определено, что он соответствует номинальному. Показано, что при возбуждении на длинах волн 266 и 296 нм наблюдается люминесценция как ионов Eu3+, так и ионов Yb3+, что свидетельствует об перспективе их использования в качествесенсибилизаторов УФ излучения. При этом при возбуждении на длине волны 266 нм регистрируется люминесценция ионов Eu2+. Максимальные квантовые выходы даун-конверсионной люминесценции иттербия в ближнем инфракрасном диапазоне длин волн со значением 2.2 % при возбуждении на длине волны 266 нм были зарегистрированы для YF3:Eu:Yb при соотношениях Eu3+:Yb3+ 0.1:10.0 и 0.05:5.00.
ЛИТЕРАТУРА
1. Weber E. R. Photovoltaics moving into the terawatt age. In: Proc. SPIE 10368, Next GenerationTechnologies for Solar Energy Conversion VIII. 2017;10368: 1036803. DOI: https://doi.org/10.1117/12.22779782. Seibt M., Kveder V. Gettering Processes and the Role of Extended Defects. In: Advanced Silicon Materialsfor Photovoltaic Applications. John Wiley & Sons, Ltd; 2012. pp. 127–188. DOI: https://doi.org/10.1002/9781118312193.ch43. Turkevych I., et al. Strategic advantages of reactive polyiodide melts for scalable perovskite photovoltaics.Nature Nanotechnology. 2019:14(1): 57–63. DOI: https://doi.org/10.1038/s41565-018-0304-y4. Abdollahi Nejand B., et al. Vacuum-assisted growth of low-bandgap thin fi lms (FA 0.8 MA 0.2 Sn0.5 Pb 0.5 I 3) for all-perovskite tandem solar cells. Advanced Energy Materials. 2020;10(5): 1902583. DOI:https://doi.org/10.1002/aenm.2019025835. Im J. H., et al. 6.5% effi cient perovskite quantumdot- sensitized solar cell. Nanoscale. 2011;3(10):4088–4093. DOI: https://doi.org/10.1039/C1NR10867K6. Huang X., Sanyang H., Wei H., Xiaogang L. Enhancing solar cell efficiency: the search forluminescent materials as spectral converters. Chemical Society Reviews. 2013;42(1): 173–201. DOI: https://doi.org/10.1039/C2CS35288E7. Trupke T., Green M. A., Würfel P. Improving solar cell effi ciencies by down-conversion of high-energyphotons. Journal of Applied Physics. 2002;92(3): 1668–1674. DOI: https://doi.org/10.1063/1.14920218. Yao H., Shen H., Tang Q. Highly luminescent up/down conversion thin fi lms prepared by a roomtemperature process. Thin Solid Films. 2019;683: 1–7. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tsf.2019.05.0109. Loiko P. A., Khaidukov N. M., Mendez-Ramos J., Vilejshikova E. V., Skoptsov N. A., Yumashev K. V. Upanddown-conversion emissions from Er3+ doped K2YF5 and K2YbF5 crystals. Journal of Luminescence. 2016;170:1 – 7. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2015.10.01610. Li L., Lou C., Cao H., Diao H., Karunakaran S. K. Enhancing concentrator monocrystalline Si solarcells by down conversion Ce3+-Yb3+ co-doped YAG phosphors. Applied Physics Letters. 2018;113(10):101905. DOI: https://doi.org/10.1063/1.504322111. Serrano D., Braud A., Doualan J.-L., Camy P., Benayad A., Menard V., Moncorge R. Ytterbiumsensitization in KY3F10: Pr3+, Yb3+ for silicon solar cells effi ciency enhancement. Optical Materials. 2011;33(7): 1028–1031. DOI: https://doi.org/10.1016/j.optmat.2010.07.02312. Fischer S., Ivaturi A., Jakob P., Krämer K. W., Martin-Rodriguez R., Meijerink A., Goldschmidt J. C.Upconversion solar cell measurements under real sunlight. Optical Materials. 2018;84: 389–395. DOI:https://doi.org/10.1016/j.optmat.2018.05.07213. Kuznetsov S., Ermakova Y., Voronov V., Fedorov P., Busko D., Howard I. A., Turshatov A. Up-conversionquantum yields of SrF2:Yb3+, Er3+ sub-micron particles prepared by precipitation from aqueous solution.Journal of Materials Chemistry C. 2018;6(3): 598–604. DOI: https://doi.org/10.1039/C7TC04913G14. Fischer S., Ivaturi A., Jakob P., Krдmer K. W., Martin-Rodriguez R., Meijerink A., Richards B., GoldschmidtJ. C. Upconversion solar cell measurements under real sunlight. Optical Materials. 2018;84: 389–395. DOI: https://doi.org/10.1016/j.optmat.2018.05.07215. Lyapin A. A., Gushchin S. V., Kuznetsov S. V., Ryabochkina P. A., Ermakov A. S., V Proydakova. Yu.,Voronov V. V., Fedorov P. P., Artemov S. A., Yapryntsev A. D., Ivanov V. K. Infrared-to-visible upconversionluminescence in SrF2:Er powders upon excitation of the 4I13/2 level. Optical Materials Express.2018;8(7): 1863–1869. DOI: https://doi.org/10.1364/OME.8.00186316. Рожнова Ю. А., Кузнецов С. В., Воронов В. В., Федоров П. П. Синтез ап-конверсионных люминонофоров на основе фторида стронция, легированного Ho3+ и Er3+, для визуализаторов двухмикронного излучения. Конденсированные среды и межфазные границы, 2016;18(3): 408–413. Режим доступа: https://journals.vsu.ru/kcmf/article/view/150/10717. Александров А. А., Маякова М. Н., Воронов В. В., Поминова Д. В., Кузнецов С. В., Баранчиков А. Е., Иванов В. К., Лысакова Е. И., Фёдоров П. П. Синтез ап-конверсионных люминофоров на основе фторида кальция. Конденсированные среды и межфазные границы. 2020;22(1): 3–10. DOI: https://doi.org/10.17308/kcmf.2020.22/252418. Van Der Ende B. M., Aarts L., Meijerink A. Nearinfrared quantum cutting for photovoltaics. AdvancedMaterials. 2009;21(30): 3073–3077. DOI: https://doi.org/10.1002/adma.20080222019. Piper W. W., DeLuca J. A., Ham F. S. Cascade fl uorescent decay in Pr3+-doped fl uorides: Achievementof a quantum yield greater than unity for emission of visible light. Journal of Luminescence. 1974;8(4):344–348. DOI: https://doi.org/10.1016/0022-2313(74)90007-620. Yasyrkina D. S., Kuznetsov S. V., Ryabova A. V., Pominova D. V., Voronov V. V., Ermakov R. P., FedorovP. P. Dependence of quatum yield of up-conversion luminescence on the composition of fl uorite-typesolid solution NaY1-x-yYbxEryF4. Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics. 2013;4(5): 648–656. Availableat: http://nanojournal.ifmo.ru/en/articles-2/volume4/4-5/physics/paper07/21. Ding M., Lu C., Cao L., Song J., Ni Y., Xu Z. Facile synthesis of b-NaYF4:Ln3+ (Ln = Eu, Tb, Yb/Er,Yb/Tm) microcrystals with down- and up-conversion luminescence. Journal of Materials Science. 2013;48(14):4989–4998. DOI: https://doi.org/10.1007/s10853-013-7285-x22. Tao F., Wang Z., Yao L., Weili C., Li X. Synthesis and photoluminescence properties of truncatedoctahedral Eu-Doped YF3 submicrocrystals or nanocrystals. The Journal of Physical Chemistry C.2007;111(8): 3241–3245. DOI: https://doi.org/10.1021/jp065905z23. Свешников Б. Я., Широков В. В. О зависимости измерений средней длительности и выходалюминесценции в процессе тушения от закона взаимодействия молекул. Оптика и спектроскопия.1962;12(5): 576–581.24. Кузнецов С. В., Низамутдинов А. С., Пройдакова В. Ю., Мадиров Э. И., Воронов В. В., Япрынцев А. Д., Иванов В. К., Гориева В. Г., Марисов М. А., Семашко В. В., Федоров П. П. Cинтез и исследованиелюминесценции твердых растворов Sr1–x–yYbxEuyF2+x+y для фотоники. Неорганические материалы.2019;55(10): 1092–1100. DOI: https://doi.org/10.1134/S0002337X19100087
京公网安备 11010802042870号
京ICP备2023020795号-1
分享
求助内容：
应助结果提醒方式：
扫码关注我们
