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稀土光转换材料在太阳能利用方面的应用 |
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| 资料类型： |
PDF文件
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| 关键词： |
稀土 光转换 太阳能 |
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252K |
| 所属学科： |
分子表征 |
| 来源： |
第十三届全国应用化学会议论文集（2013.8.23~26，长春） |
| 简介： |
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稀土元素特殊的电子构型，使其具有优异的光、电、磁等特性，并成为新材料的宝库。稀土发光材料则是此宝库中最艳丽瑰宝。稀土发光材料并已广泛地应用于照明、显示和检测三大领域。目前，稀土发光材料已成为发光材料研究和开发中的主流，并在白光LED、上转换材料等众多领域处于主导地位。稀土光转换材料是稀土发光材料中有待研发的重要领域。稀土离子的发光特性，主要取决于稀土离子4f壳层电子的性质。稀土离子的一般电子构型是(Xe)(4f)n(5s)2(5p)6，随着4f壳层电子数的变化，稀土离子表现出不同的电子跃迁形式和极其丰富的能级跃迁。研究表明，稀土离子的4fn电子组态中共有1639个能级，能级之间的可能跃迁数目高达199177个，可观察到的谱线达30000多条，如果再涉及到4f-5d的能级跃迁，则数目更多，因而稀土离子可以吸收或发射从紫外到红外区的各种波长的光，有利于实现很宽范围的光转换。太阳辐射光谱可划分为几个波段。波长短于0.4μｍ的称为紫外波段；从0.4μｍ到0.75μｍ波段的电磁辐射能引起人的视觉，故称为可见光谱；波长大于0.75μｍ的辐射称为红外波段。在很宽的太阳辐射的波长范围，而绝大部分能量却集中在0.2-4μｍ波段，占总能量的99%，其中可见光波段仅占43%，红外波段占48.3%，紫外波段占8.7%。目前用于太阳能光转换的稀土光转换材料有多种。一、稀土光转换薄膜是一种添加稀土光转换剂的薄膜。太阳光经大气层到达地面的光线中，波长为290-400nm的紫分光部分对植物生长不利，且对高聚物有较强的光氧化破坏作用，而植物进行光合作用主要靠叶绿素完成，叶绿素含量越高，光合作用的强度就越大。光生态学表明：400-480nm的蓝光区和580-700nm的红橙区对植物光合作用十分有利，可明显提高植物叶绿素含量。稀土光转换剂能将太阳光中的部分紫外光转换成作物生长所需要的红橙光，来增强作物的光合作用，并有效地改善农作物的光照条件，提高太阳光的利用率，从而达到促进作物增产、增收、优质、早熟的目的。同时，还可以减少紫外光对薄膜的破坏作用，延长薄膜的使用寿命。稀土光转换薄膜已在农业上发挥了重要的作用。我们合成了稀土羧酸类光转换剂，使紫外光转换为红光，取得良好的效果。二、太阳能光伏发电是太阳能利用的一种重要形式，是采用太阳能电池将光能转换为电能的发电方式，光伏发电有可能是最具有发展前景的技术之一。太阳能电池的基本原理为半导体的光伏效应，即在太阳光照射下产生电压现象。当太阳光或其它光照射到太阳能电池上时，电池吸收光能产生“光生电子一空穴”对，在电池内建电场作用下，光生电子和空穴被分离，从而在电池两端积累起异号电荷，即产生“电压”。根据所选材料的不同，太阳能电池可分为：晶体硅太阳能电池、薄膜太阳能电池、聚光太阳能电池以及染料敏化太阳能电池。目前硅太阳能电池是较理想而常用的太阳能电池，它存在的问题是对太阳能各个波段的光未能充分利用，转换效率不高。根据材料的光谱特点，目前正在开展将紫外光或红外光转变为硅太阳能电池吸 |
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| 作者： |
洪广言
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| 上传时间： |
2013-09-29 16:31:34 |
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