斯托克斯位移及其在江南体育在线直播观看 器件中的应用

【摘要】：一般的荧光物质,比如荧光染料、量子点等,在其光吸收-发射的过程中,都会产生斯托克斯位移现象。荧光分子的吸收光能量通常高于发射光能量,两者的能量之差造成的光谱移动称之为斯托克斯位移。当荧光分子的吸收光谱与发射光谱部分重叠时,荧光分子发出的部分荧光在其传导过程之中还会被荧光分子再次吸收,从而产生自吸收的问题。对于在光波导中传播的荧光而言,自吸收损耗会随着波导长度增加而增加,直接影响荧光在光波导中的传输效率与光谱位置。 荧光太阳能集光器是一种利用光波导的荧光传导功能来进行太阳光收集的光子学器件,荧光分子的斯托克斯位移对其太阳光的利用效率有着显著的影响；而晶体硅光伏组件封装用EVA荧光薄膜则通过利用荧光的斯托克斯位移来进行能量转换,从而提高晶体硅光伏组件光电转换效率。本论文工作以提高两种江南体育在线直播观看 器件效率为目标,研究了斯托克斯位移对荧光波导中荧光过程和传输性质的影响,并发展了控制斯托克斯位移和提高光伏器件效率的新方法。主要内容和结果如下： 一、荧光表面涂层圆柱形太阳能集光器(cylindrical coated luminescent solar concentrator, CC LSC)理论模型及其相关理论计算。CC LSC的荧光层位于圆柱体的表面,而内部则是透明没有荧光物质掺杂的波导材料,而传统的圆柱形荧光太阳能集光器则将荧光物质掺杂在圆柱体内。在给定等价吸光度和几何增益的情况下,CC LSC的自吸收概率rs和基质吸收损耗都比传统的圆柱形荧光太阳能集光器大。但是,由于CC LSC的荧光发射点都位于圆柱体表面的原因,其对荧光的束缚效率较大,较大的荧光束缚效率带来的增益抵消了较大的自吸收概率和基质吸收损耗带来的损耗,结果使得以R6G这种自吸收损耗较大的荧光染料为荧光物质时,在给定等价的吸光度和几何增益的情况下,d/R=0.01的CC LSC的光电转换效率是传统的圆柱形荧光太阳能集光器的光电转换效率1.17-1.48倍。这种CC LSC设计可以有效地提高太阳能集光器的光电转换效率,为制备高效的荧光太阳能集光器提供了一种有效的方法。 二、零自吸收损耗荧光太阳能集光器的制备与表征。我们使用具有大斯托克斯位移移的稀土配合物(EuTT)为荧光物质,制备了EuTT荧光太阳能集光器。三于EuTT分子的荧光过程是通过配体向稀土离子来进行传递的,所以其在具有大吸收界面与可调吸收范围的同时,还具有比其它荧光物质较大的斯托克斯位移,具有零自吸收。我们测试了EuTT荧光太阳能集光器在AM1.5G下不同辐照面积时Ⅰ-Ⅴ性能的变化和外部量子效率变化,通过与文献中报道的各种荧光太阳能收集器的实验结果和理论模拟结果对比,发现设计和制备的EuTT荧光太阳能集光器具有零自吸收损耗特点。 三、高效稀土配合物掺杂EVA增效薄膜对多晶硅光伏组件的增效。利用浸渍法制备了EuTT EVA薄膜与EuTD EVA薄膜,通过研究它们的吸收光谱对其优化为多晶硅光伏组件带来的增效效果的影响,建立了荧光物质的吸收光谱的方法。实验中还发现：对于多晶硅光伏组件,理想的荧光下转换物质的吸收波长应小于390nm,发射波长大于450nm,没有自吸收损耗以及拥有接近100%的荧光量子效率。实验结果表明：EuTT满足上述条件,使用ETT EVA薄膜代替普通EVA薄膜制备的多晶硅光伏组件的光电转换效率提高了0.42%。通过成本核算,发现EuTT EVA薄膜为多晶硅光伏组件带来的增效值可以使得多晶硅光伏组件发电成本价格从￥6.00/Wp降到￥5.86/Wp。 【关键词】：斯托克斯位移 自吸收 荧光太阳能集光器 圆柱形 稀土配合物 光伏 荧光
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：O644.1;TK513
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-43
• 1.1 引言11-14
• 1.2 斯托克斯位移在荧光太阳能集光器中的应用14-33
• 1.2.1 荧光太阳能集光器简介14-20
• 1.2.2 荧光太阳能集光器的研究进展20-26
• 1.2.3 斯托克斯位移在荧光太阳能集光器的作用26-28
• 1.2.4 荧光太阳能集光器中斯托克斯位移的控制机理28-33
• 1.3 斯托克斯位移在光伏组件荧光下转换增效薄膜中的应用33-37
• 1.3.1 光伏组件用荧光下转换增效薄膜简介33-35
• 1.3.2 荧光下转换增效薄膜的研究进展35-37
• 1.4 本文研究内容37-38
• 参考文献38-43
• 第2章 表面荧光涂层圆柱形荧光太阳能集光器理论模型43-61
• 简称43
• 2.1 引言43-45
• 2.2 CC LSC理论模型45-48
• 2.3 损耗因子计算与讨论48-56
• 2.3.1 CC LSC与CD LSC逃逸锥面损失比较48-49
• 2.3.2 CC LSC与CD LSC自吸收概率比较49-52
• 2.3.3 CC LSC与CD LSC基质吸收损耗比较52-53
• 2.3.4 CC LSC与CD LSC光电转换效率比较53-56
• 2.4 小结56-58
• 参考文献58-61
• 第3章 零自吸收损耗稀土配合物荧光太阳能集光器61-79
• 3.1 引言61-63
• 3.2 实验部分和理论模拟63-67
• 3.2.1 Eu(TTA)_3(TPPO)_2的性质63-64
• 3.2.2 以Eu (TTA)3(TPP0)2为劳光物质的LSC的制备64
• 3.2.3 以EuTT为荧光物质的LSC的Ⅰ-Ⅴ性能和外部量子效率性能测试64-65
• 3.2.4 LSC的外部量子效率的理论模拟65-67
• 3.3 结果与讨论67-74
• 3.3.1 吸收和荧光光谱67
• 3.3.2 AM1.5G光源下EuTT LSC体系的Ⅰ-Ⅴ性能67-72
• 3.3.3 LSC的外部量子效率性能72-74
• 3.4 小结74-75
• 参考文献75-79
• 第4章 高效稀土配合物掺杂EVA薄膜增效晶体硅光伏组件79-99
• 4.1 引言79-81
• 4.2 实验部分81-82
• 4.2.1 荧光下转换薄膜(LDS薄膜)的制备81
• 4.2.2 LDS薄膜封装多晶娃光伏组件的制备81
• 4.2.3 多晶娃光伏组件光电性能的测试81-82
• 4.3 结果与讨论82-94
• 4.3.1 浸渍法制备荧光EVA薄膜82-85
• 4.3.2 荧光EVA薄膜对多晶硅光伏组件的增效85-91
• 4.3.3 多晶硅光伏组件增效用LDS荧光物质吸收光谱的优化91-94
• 4.4 成本核算94
• 4.5 小结94-96
• 参考文献96-99
• 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果99-101
• 致谢101-102

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