荧光增强型上转换纳米荧光体NaYF_4:Yb,Er的合成及其在染料太阳能电池中的应用

【摘要】：近几年，稀土掺杂上转换荧光（UCL）材料NaYF4:Yb,Er被广泛应用在生物标记，分析检测，生物医学成像，太阳能电池光存储、红外量子计数器,新一代照明和三维显示等方面。但是，较低的量子产率限制了其广泛、深入的应用。为了提高NaYF4:Yb,Er的荧光效率，本文从表面钝化，δ-掺杂两方面分别对NaYF4:Yb,Er表面及内部结构进行修饰改造，并分别对其进行TEM，HRTEM，XRD，PL等表征与解释。合成了纳米Ag颗粒，将其与UCNPs结合，采用Spin-coating方法制备了Ag/UCNPs薄膜，然后将纳米Ag增强的上转换薄膜应用于染料敏化太阳能电池（Dye-Sensitized Solar Cell，DSSC），使DSSC的光电转换效率得以显著的提高。 一、采用高温溶液法，以LnCl3（Ln=Y, Yb, Er）、NH4F以及NaOH为主要原料，稳定合成出结晶度高、分散性良好、均匀掺杂的β-NaYF4:Yb,Er，NaYF4:Yb,Er@NaYF4以及δ-doping NaYF4:Yb,Er纳米荧光体。并通过调整实验参数（反应温度、反应时间等），实现对产物的形貌和尺寸的控制合成，并对产物进行了TEM，HRTEM，XRD，PL等表征与解释。 二、首先采用溶剂热法制备了粒径约为40nm的Ag NPs，并对其进行了TEM，HRTEM，XRD，UV-Vis等表征与解释。然后将上述三种UCNPs分别与Ag NPs进行一定比例的混合，来研究普通掺杂，表面钝化以及δ-掺杂这三种体系分别与表面等离子体共振（Surface Plasma Resonance，SPR）效应的结合，并通过荧光（PL）图分析对荧光效率的影响，实验发现Ag/δ-doping NaYF4:Yb,Er体系是最佳的，并通过正交法找出了最佳配比。 三、制备Ag/UCNPs薄膜并将其应用于DSSC，测试绘制并分析了DSSC的I-V曲线，实验发现引入上转换薄膜后，DSSC的光电转换效率提高了约38%。 【关键词】：δ-doping NaYF4 Yb Er荧光增强 太阳能电池
【学位授予单位】：山东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TQ422;TM914.4
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-9
• 第一章 绪论9-36
• 1.1 稀土上转换荧光材料9-23
• 1.1.1 上转换材料9-11
• 1.1.2 上转换效率的影响因素11-18
• 1.1.3 纳米荧光体 NaYF_4:Yb,Er 在生物医学中的应用18-19
• 1.1.4 提高上转换荧光体 NaYF_4:Yb,Er 量子产率的方法19-23
• 1.2 本文的选题及主要思路23-24
• 参考文献24-36
• 第二章 NaYF_4:Yb,Er、NaYF_4:Yb,Er@NaYF_4以及δ-doping NaYF_4:Yb,Er 的合成与表征36-50
• 2.1 试剂与仪器36-37
• 2.2 稀土上转换纳米荧光体的合成37-38
• 2.2.1 β-NaYF_4:Yb,Er 的合成37-38
• 2.2.2 NaYF_4:Yb,Er@NaYF_4的合成38
• 2.2.3 δ-doping NaYF_4:Yb,Er 的合成38
• 2.3 结果与讨论38-49
• 2.3.1 β-NaYF_4:Yb,Er38-44
• 2.3.2 NaYF_4:Yb,Er@NaYF_43644-45
• 2.3.3 δ-doping NaYF_4:Yb,Er45-49
• 参考文献49-50
• 第三章 纳米 Ag 促进的荧光增强效应及其在太阳能电池中的应用50-72
• 3.1 纳米 Ag 的制备及表征50-53
• 3.1.1 试剂与仪器51
• 3.1.2 Ag NPs 的制备51-52
• 3.1.3 结果与讨论52-53
• 3.2 纳米 Ag 促进的荧光增强效应53-57
• 3.2.1 实验部分54
• 3.2.2 结果与讨论54-57
• 3.3 Ag/UCNPs 薄膜的制备及其在太阳能电池中的应用57-66
• 3.3.1 试剂与仪器59-60
• 3.3.2 实验60-62
• 3.3.3 结果与讨论62-66
• 参考文献66-72
• 第四章 结论与展望72-73
• 发表论文情况73-74
• 致谢74

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

水溶性NaYF_4∶Yb,Er纳米颗粒的溶剂热合成及其上转换发光性能    陈志钢;宋岳林;田启威;杨健茂;胡俊青;

超声条件下纳米Ag粒子制备与晶形分形生长分析    范荣桂,徐国财,熊金钰

纳米银的电化学合成    廖学红,*朱俊杰,赵小宁,陈洪渊

三角形银纳米片的合成及其影响因素    吴青松,赵岩,张彩碚

无机粉末发光材料合成的新方法    石士考,霍庆

薄膜太阳电池用纳米上转换材料制备及其特性研究    金鑫;张晓丹;雷志芳;熊绍珍;宋峰;赵颖;

Upconversion Luminescence Properties of Ho~(3+),Tm~(3+),Yb~(3+) Co-Doped Nanocrystal NaYF_4 Synthesized by Hydrothermal Method    杨魁胜;李岩;余朝义;卢利平;叶灿华;张希艳;

光还原法制备不同形貌银纳米粒子及其形成机理    姚素薇;曹艳蕊;张卫国;

核壳型Ag@SiO_2纳米颗粒SERS标记物的合成及其在生物分析中的应用    梁毅

稀土荧光及上转换发光纳米粒子的制备、表征及表面功能化    乌兰图亚

纳米银制备及其在抗菌包装和印刷中的应用    陈萌;罗世永;许文才;

纳米银粒子在微乳液中的制备及其抗菌性能    林峰;苏伟;许利剑;汤建新;

纳米发光材料的研究现状及进展    于江波,袁曦明,陈敬中

水热法制备NaEr_xYb_(1-x)F_4上转换发光材料    郭晓蓓;陆春华;倪亚茹;许仲梓;

上转换发光氧氟微晶玻璃的研究进展    朱立刚;肖卓豪;卢安贤;

多形貌纳米银的研究进展    何鑫;张梅;尹荔松;王忆;范海陆;阳素玉;赵修建;宋明霞;

高发光效率的亲水性NaYF_4∶Yb/Er纳米晶的制备    宋岳林;田启威;杨健茂;陈志钢;胡俊青;

液相化学还原法制备纳米银及抗菌性能研究    孔茉莉;高冠慧;常雪婷;尹衍升;

纳米银溶胶的固液分离研究    孙红刚;刘恒;尹光福;刘卫;栾亚兰;余艳丽;

银纳米材料的可控合成研究    张万忠;乔学亮;陈建国;

超声诱导银纳米粒子的电化学制备及其表征    程敬泉;姚素薇;张卫国;王宏智;

稀土在化学电源中的应用    闫慧忠;

纳米银的制备及应用研究    陈国杰;宫永纯;陈延明;沈国良;毛萍丽;袁晓光;

银纳米粒子薄膜制备和性能研究    刘超;杨全富;王树林;蹇敦亮;朱钰方;李生娟;王刚;王海梦;李来强;

一步法合成亲水性NaYF4:Yb3+,Er3+纳米粒子及其生物应用    王璐;郭玲玲;胡燕;冯章启;吴富根;韩晓峰;卢晓林;王婷;

金纳米粒子光热效应研究现状分析    张渤雨;曹振兴;徐忠海;郝立峰;矫维成;杨帆;王荣国;

稀土掺杂上转换发光材料研究的新进展    刘世民;张军星;

稀土掺杂发光材料下转换发光特性研究    黄小勇

银、金纳米材料的光化学、化学和电化学制备与表征    刘恒权

上转换纳米材料的合成、表征和机理研究    贾若琨

银、镍和水合二氧化硅纳米材料的研制和应用    宋晓秋

一类新型非稀土激活的Y_2O_2S基长余辉磷光体制备及光谱学性能研究    张朋越

贵金属纳米粒子的可控合成与表征    周民

复合银催化剂的制备及其在多碳醇选择性氧化反应中的催化性能    沈江

银、金纳米材料的超声化学、电化学制备与表征    程敬泉

稀土铌、钽、磷酸盐微纳米发光材料的合成和发光性质    肖秀珍

纳米银的可控制备与形成机制研究    张万忠

白光LED用不同光色发光材料的研究    宋金壮

载银二氧化钛纳米粒子的制备及其在抗菌塑料中的应用    林峰

复相磷酸钙三原色荧光材料的合成及发光性能的研究    王涵

亲水性稀土上转换发光纳米材料的制备及其生物应用    宋岳林

基于新型发光纳米材料标记的沙门氏菌检测方法研究    李双

银纳米粒子制备、表征及其杀菌性能研究    郑志刚

纳米银导电浆料的制备及应用研究    赵杰

稀土离子掺杂钨酸钆纳米荧光粉的合成及其光谱性质的研究    于婷婷

金、银纳米颗粒在小分子及重金属离子分析检测中的应用研究    左营

超声辐照制备二氧化钛和氧化锌纳米材料的研究    汪海燕

原发性肝癌的早期诊断(综述)    李勇;

HIV的实验室检测技术进展    张光萍;张业勤;翟建新;王业富;

稀土离子上转换发光的研究    赵谡玲,侯延冰,董金凤

W/O型反相微乳法制备纳米材料及其应用    祝威;王少君;赵玉军;杨婉;曲丰作;

纳米技术研究新进展及发展展望    余泉茂,陈焕铭,胡本芙

NaYF_4∶Yb,Er/Tm上转换发光强度的影响因素    阳芳;郭红;杨坚石;嵇天浩;孙家跃;

纳米技术的新进展    惠春,徐爱兰,杜磊

表面增强拉曼技术及FT-拉曼的研究及应用    叶勇,胡继明,曾云鹗

亲油性ZnS纳米微粒的合成    陈爽,刘维民

微波热效应法合成Y_2O_3∶Eu~（3＋）荧光体    李沅英，戴德昌，蔡少华

稀土上转换纳米材料的合成、表征、机理和表面动力学研究    孙雅娟

荧光增白剂ER(330%)行业标准简介    董仲生

荧光增白剂ER的合成    王学勒,陈华,刘新河

掺Er~(3+)多配位基络合物    邱巨峰

NaYF_4:Yb,Er上转换荧光纳米粒子的表面修饰及其在免疫分析中的应用    刘成辉;王哲;王晓科;李正平;

ER记录仪的特点及其国产化    

一种新型ER材料及其特性的研究    王安民,林源斌,肖深初,刘湘辰,黄宜坚

荧光增白剂ER绿色合成工艺研究    刘春生;金发根;

La_2O_2S:Yb,Er的制备及其上转换发光性能    韩朋德;张乐;陈雁;杨浩;王丽熙;张其土;

Er~(3+)掺杂Li_2O-CdO-Al_2O_3-SiO_2玻璃的合成及光谱分析    袁剑辉,袁红辉,张振华,程玉民

β-NaYF_4:Yb,Er纳米晶与四甲基异氰酸罗丹明染料分子间的发光共振能量转移研究    孙聆东;谷建勤;张殊卓;张亚文;严纯华;

A1_2Y_4O_9:Yb,Er反蛋白石中的上转换发射和颜色调谐    严冬;杨正文;竺侃;

上转换激光晶体研究进展    臧竞存;邹玉林;刘燕行;单秉瑞;

稀土掺杂上转换纳米晶作为表面荧光探针研究    孙雅娟;孔祥贵;张宏;

上转换纳米晶体癌症治疗的应用    汪超;程亮;刘庄;

1.新型蒽衍生物受体应用高效上转换体系的设计合成    叶常青;周宇扬;梁作芹;王筱梅;

红外变可见上转换材料薄膜的研制    彭桂芳;洪广言;贾庆新;李有谟;

荧光上转换纳米材料的光谱调控及其在生物医学中的应用    谷战军;田甘;赵玉亮;

颗粒形貌对六方相NaYbF_4:Pr~(3+)纳米晶体上转换荧光的影响    高伟;李娇;高当丽;田宇;崔敏;孙瑜;阎晓庆;郑海荣;

磁性稀土掺杂上转换纳米发光颗粒的合成及表征    黄淮青;密丛丛;王猛;孙盼;徐淑坤;

四方相LiYF4:Yb/Er晶体颗粒的合成及上转换荧光研究    李娇;高伟;高当丽;田宇;郑海荣;

H3C ER路由器软件全面升级支持IPsec VPN    

稀土离子掺杂晶体中的上转换过程和电磁感应光透明现象的研究    徐淮良

稀土掺杂氧化物和氟化物的上转换荧光增强以及光谱研究    梁会娟

稀土氧化物和氟化物纳米晶上转换荧光光谱的设计研究    陈冠英

钬镱铥掺杂铌酸锂晶体的制备及其上转换白光性能研究    邢丽丽

稀土掺杂氧化物晶体和氟锆酸盐玻璃的上转换及发光特性    杨海贵

稀土激活的新型氧化物上转换材料研究    李婷

稀土氟化物微纳晶体的可控合成及增强上转换荧光研究    郝树伟

Er~(3+)：YAG晶体中上转换机制对激发波长敏感性的研究    杜杉

三种新型稀土掺杂纳/微米材料的制备，结构及其上转换/下转换发光性能研究    郭琳娜

靶向上转换纳米光敏剂构建及其医学应用研究    夏露

水溶性上转换纳米荧光体NaYF_4:Yb,Er的制备与表征    李英

荧光增强型上转换纳米荧光体NaYF_4:Yb,Er的合成及其在染料太阳能电池中的应用    王亚南

稀土上转换纳米材料的制备及其生物医学的应用    王治昕

Yb,Er掺杂的NaYF_4上转换纳米材料的制备和发光性能的研究    马玉润

上转换纳米荧光体NaYF_4:Yb,Er的表面功能化及其应用    苗海霞

～1.5μm响应红外上转换材料制备及性能研究    郑建钦

稀土掺杂氟化物上转换薄膜的制备及其性能研究    贾志旭

近红外激励上转换材料光谱及荧光增强机理的研究    朱海

氟化物，氟氧化物上转换材料的制备与性能研究    潘成龙

钇稳定氧化锆上转换发光粉体的制备、结构与发光性能研究    徐斌