稀土發(fā)光材料因其獨(dú)特的電子層結(jié)構(gòu),而表現(xiàn)出引人注目的固體發(fā)光效果。通過(guò)各種稀土元素的混合摻雜,理論上可以實(shí)現(xiàn)各種光譜的發(fā)射。稀土發(fā)光材料具有吸收截面大、發(fā)光效率高、熒光壽命長(zhǎng)、光物理輸出穩(wěn)定和光譜調(diào)節(jié)強(qiáng)等特點(diǎn),被廣泛運(yùn)用在生物、顯像、醫(yī)療和太陽(yáng)能電池等各個(gè)領(lǐng)域。鈣鈦礦太陽(yáng)能電池作為一種清潔、低能耗的環(huán)境友好型能源近些年來(lái)被廣泛關(guān)注。作為新一代太陽(yáng)能電池的領(lǐng)軍材料,鈣鈦礦太陽(yáng)能電池因其具有適宜的直接帶隙半導(dǎo)體寬度、較長(zhǎng)的載流子壽命、優(yōu)異的電導(dǎo)率和高效的光電轉(zhuǎn)換效率得到眾多科研工作者的青睞。在過(guò)去的短短幾年間,鈣鈦礦太陽(yáng)能電池異軍突起,光電轉(zhuǎn)換效率由3.8%迅速突破到22.1%。而在鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的各種結(jié)構(gòu)中,TiO₂介孔層擁有優(yōu)異的半導(dǎo)體性能和均勻的介孔支架結(jié)構(gòu),成為突破各種效率的重要類型。但實(shí)驗(yàn)中我們發(fā)現(xiàn)MAPbI₃型鈣鈦礦只能夠高效利用400nm-800nm的可見光,而對(duì)太陽(yáng)光譜中占比44%的近紅外光卻因?yàn)閹秾挾炔黄ヅ浔焕速M(fèi)掉。另外,由于TiO₂具有良好的催化效應(yīng),在鈣鈦礦和二氧化鈦接觸面異質(zhì)結(jié)很容易在紫外光下催化... 

【文章來(lái)源】：河南大學(xué)河南省

【文章頁(yè)數(shù)】：68 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

017年BP世界能源展望能源是科技進(jìn)步發(fā)展的基礎(chǔ)、是人類生存的基本條件[4]

少化石燃料的使用，提高清潔能源在能源消費(fèi)中的占比[7]。根據(jù) 2017 年度《BP 世源展望》統(tǒng)計(jì)（如圖 1-1所示），以傳統(tǒng)煤炭和石油為主導(dǎo)的能源消費(fèi)正在逐年減以可再生能源為基礎(chǔ)的能源消費(fèi)在以年均 7.1%的增速成為近年來(lái)發(fā)展最快的一種消費(fèi)形式，從圖中我們可以看出，石油和煤等高污染的能源消費(fèi)品均呈現(xiàn)出明顯降趨勢(shì)[8]。而可再生能源作為一種環(huán)境友好型能源在近四十年里得到了長(zhǎng)足發(fā)展，預(yù)計(jì)未來(lái)可再生能源在能源結(jié)構(gòu)中的比例將從 2015年的 5%升至 2035年的 10%�？稍偕茉醋鳛橐环N取之不盡、用之不竭的能源形式被廣泛利用。它主要包括、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能以及地?zé)崮艿榷喾N形式[9]。而太陽(yáng)是地球生命的源泉，地球上所有的能源都源自于太陽(yáng)能。太陽(yáng)能作為一種常見的能源形式得到科學(xué)家們青睞研發(fā)出各種以利用太陽(yáng)能為基礎(chǔ)的設(shè)備。例如：高效的太陽(yáng)能熱水器、光壓推進(jìn)飛船的太陽(yáng)帆以及常見的太陽(yáng)能電池板等[10]。太陽(yáng)能熱水器作為家庭熱水供應(yīng)系經(jīng)走進(jìn)了千家萬(wàn)戶，得到了公眾的高度認(rèn)可和一致好評(píng)。

由于太陽(yáng)能熱水器作為單一的能源輸出形式，嚴(yán)重地限制了其發(fā)展的可能。而太陽(yáng)能電池作為一種光電轉(zhuǎn)換器件，不僅能夠高效地吸收太陽(yáng)能并將其轉(zhuǎn)換為電能，而且?guī)缀醪粚?duì)環(huán)境產(chǎn)生有害影響[11]。Becquerel 教授在 1839 年首次發(fā)現(xiàn)并提出了光生伏特效應(yīng)，在隨后的幾十年里得到了科學(xué)界的重視和研究，圖 1-2 是標(biāo)準(zhǔn)的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)。到 1954 年 Pearson 等人研發(fā)出了以半導(dǎo)體硅為基礎(chǔ)的太陽(yáng)能電池，標(biāo)志著具有市場(chǎng)應(yīng)用價(jià)值的太陽(yáng)能電池進(jìn)入了新時(shí)代[12]。在此以后，各種各樣的太陽(yáng)能電池如雨后春筍般發(fā)展起來(lái)，依據(jù)太陽(yáng)能電池材料和結(jié)構(gòu)主要可將其分為以下幾種：（1）單晶硅太陽(yáng)能電池，是以高純的單晶硅棒為原料的太陽(yáng)能電池。（2）多晶硅、非晶硅太陽(yáng)能電池。（3）半導(dǎo)體薄膜太陽(yáng)能電池，主要有銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池、染料敏化太陽(yáng)能電池、鈣鈦礦太陽(yáng)能電池等。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光在鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用[J]. 張鵬飛,王小平,王麗軍,張慶遠(yuǎn),楊麗萍,馬全善.  材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2017(06)
[2]鈣鈦礦太陽(yáng)能電池:從高效率到穩(wěn)定性[J]. 萬(wàn)婷婷,朱安康,郭友敏,汪春昌.  材料導(dǎo)報(bào). 2017(05)
[3]硅基單結(jié)太陽(yáng)能電池的制備技術(shù)、缺陷及其性能的研究[J]. 季鑫,楊德仁,答建成.  材料導(dǎo)報(bào). 2016(03)
[4]世界能源趨勢(shì)預(yù)測(cè)及能源技術(shù)革命特征分析[J]. 張映紅,路保平.  天然氣工業(yè). 2015(10)
[5]我國(guó)清潔能源發(fā)展策略[J]. 孫進(jìn)安.  中外企業(yè)家. 2014(12)

博士論文
[1]銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池的研究[D]. 童君.浙江大學(xué) 2014
[2]中國(guó)太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)政策效應(yīng)研究[D]. 袁見.遼寧大學(xué) 2013
[3]基于能量傳遞的稀土摻雜微納米發(fā)光材料的制備及其發(fā)光特性研究[D]. 盛天琦.吉林大學(xué) 2013
[4]聚光多結(jié)太陽(yáng)能電池的設(shè)計(jì)、制備及可靠性研究[D]. 宋明輝.華中科技大學(xué) 2012
[5]中國(guó)稀土資源戰(zhàn)略研究[D]. 陶春.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京） 2011
[6]稀土摻雜發(fā)光材料下轉(zhuǎn)換發(fā)光特性研究[D]. 黃小勇.華南理工大學(xué) 2011
[7]稀土摻雜氟化物頻率上轉(zhuǎn)換及熒光效應(yīng)研究[D]. 伏振興.陜西師范大學(xué) 2010



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