YVO4: Eu3+@SiO2下转换发光特性及其太阳电池应用研究

摘要： 铕掺杂钒酸钇(YVO4: Eu3+)作为常用的下转换发光材料一直受到广泛的关注和研究, 但是YVO4: Eu3+的表面缺陷会严重影响材料的发光效率。为了进一步改善YVO4: Eu3+纳米粉体材料的粒度分布和形貌特点, 在亚微米级别的SiO2微球表面涂覆一层YVO4: Eu3+, 制成YVO4: Eu3+@SiO2核-壳结构, 得到单分散的球形YVO4: Eu3+下转换发光材料, 实现YVO4: Eu3+的发光性能和SiO2球形特性的有机结合。研究发现, 当壳核比为0.6时, YVO4: Eu3+@SiO2核-壳结构材料的发光强度可达到纯纳米粉体材料发光强度的90%以上。将改性后的YVO4: Eu3+@SiO2核-壳结构材料涂覆在硅基薄膜太阳电池上, 可使电池的短路电流密度和转化效率分别由6.694 mA/cm2和9.40%提升至8.417 mA/cm2和10.15%, 增益效果较为明显。实验结果表明, 采用溶液法制备的YVO4: Eu3+@SiO2纳米粉体材料由于具有形貌规则、团聚小和尺寸分布均匀等特点, 可用作硅基薄膜太阳电池下转换发光层材料。