用于GaAs太阳能电池的NaYF_4中Tb~(3+)-Er~(3+)耦合对的光谱转换

【摘要】：观测到一种以Tb3+-Er3+进行光谱转换的量子剪裁现象。一个高能紫外光子(Tb3+的7F6→5L1)被量子剪裁成两个低能光子:一个是近红外光子(Er3+的4I9/2→4I15/2),另一个是蓝色光子(Tb3+的5D4→7F6),它们两个都可以被GaAs太阳能电池有效地吸收。量子剪裁效率高达188%,接近理论极限的200%。从Tb3+(5L1→5D4)到Er3+(4 I15/2→4 I9/2)的能量传递的能量失配是237 cm-1,比NaYF4中的声子能400 cm-1小,能量传递是近共振的。Tb3+施主间的能量迁移可以近似地用扩散模型处理,从Tb3+-Er3+对之间能量传递的初始过程发现,偶极-偶极相互作用占主导地位。 【作者单位】： 中国科学院激发态物理重点实验室长春光学精密机械与物理研究所;
【关键词】： Tb+-Er+耦合对 光谱转换 量子剪裁 量子效率
【基金】：国家自然科学基金(61077025,10904140,10774142,60308008)资助项目
【分类号】：TM914.4;O433
【正文快照】： 1引言虽然太阳蕴藏丰富能量,但是只有一小部分能被人类直接利用。这个巨大差距归因于太阳能转换器件的高造价和低转换效率[1]。转换中大于70%的能量损耗是由于入射太阳光子能量与太阳能电池的基质能隙间的光谱失配[2-3]:比带隙能量低的光子不能被吸收,而能量超过带隙的光子产

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