Ce3+, Eu2+掺杂的Ca3Sc2Si3O12发光性质研究以及在太阳能电池的潜在应用

　　立方硅酸盐石榴石Ca3Sc2Si3O12 (CSS) 具有独特的、多功能的光谱性质。这种基质最引人注目的性能是它可以使Eu2+的发光延伸至近红外范围，中山大学化学学院梁宏斌课题组采用溶胶凝胶燃烧法合成了CSS: Ce3+, Eu2+荧光粉，并深入研究了这种具有宽带吸收而发射对应于硅基太阳能电池的响应的荧光材料，相关的研究成果发表在2016年3月29日的《Chemistry of Materials》上。 

　　该研究组展示了基质、CSS: Ce3+、 CSS: Eu2+和Ce3+, Eu2+共掺杂的 CSS样品在不同浓度，不同温度(15-460 K)下，从近红外(NIR) 到真空紫外(VUV)范围的激发和发射光谱。利用北京同步辐射装置（BSRF）4B8-真空紫外实验站的实验技术对光谱的研究，构建了镧系Ln3+离子的4fn和4fn-15d能级以及Ln2+离子的4fn能级的真空能级图。结果显示，Ce3+, Eu2+之间的能量传递效率高达90%，不同激活离子Eu2+浓度的共掺样品中，敏化离子Ce3+离子的衰减曲线采用Inokuti-Hirayama方法进行拟合，结果显示能量传递是由电偶极相互作用引起。使用Ce3+, Eu2+结合的CSS荧光粉因其具有宽带吸收而发射对应于硅基太阳能电池的响应，可以作为太阳能转换材料。与此同时，两个缺点值得一提，即Eu2+的价态稳定性和发射猝灭。可能的解决方案被提出。

　　发表文章： 

　　Lei Zhou, Weijie Zhou, Fengjuan Pan, Rui Shi, Lin Huang, Hongbin Liang*, Peter A. Tanner*, Xueyan Du, Yan Huang, Ye Tao, Lirong Zheng, Spectral Properties and Energy Transfer of a Potential Solar Energy Converter, Chem. Mater., 2016, 28 (8), 2834–2843.