1. 研究目的与意义（文献综述）

当今人类社会存在能源与环境问题，对光伏、光催化等光功能材料有着迫切和巨大的需求。在目前已有的光伏技术中，由于太阳能电池只能对宽谱的太阳光进行有限的光谱响应，对高能量的紫外光的利用率很低，从而导致它们的光电转换效率受到限制。因此，通过下转换发光的方式，把紫外光转换成可见光，再被电池有效吸收，这样可以更好地利用短波长的太阳光能量，有望增加电池的光电转换效率。

近年来，稀土掺杂发光材料逐渐为人们所熟悉和使用，因为与有机染料、半导体量子点等传统的荧光材料相比，稀土发光材料具有更多的化学物理性质及结构上的优势。稀土离子因为具有丰富能级和线状发射的特征，通过改变掺杂的稀土离子的种类和浓度，可以较为方便地调整荧光发射颜色，达到多色光发射的目的^[1]，这个特点使稀土发光材料能够吸收短波长的光子，发射出太阳能电池响应较高的长波长光子，在短波长的太阳光到达太阳能电池表面之前将其吸收，然后转化成太阳能电池响应强的光，从而提升电池的光电转化效率^[2]。liu等用水热法合成了lavo₄：dy³ 下转换发光粉^[3]，发现在紫外光激发下可通过dy³ 发出570nm的可见光，并且将lavo₄：dy³ 发光粉加入到染料敏化太阳能电池（dssc）中，使电池的效率提高了23.3%。chander等人用yvo4:eu³ 荧光粉增强钙钛矿太阳能电池，yvo₄:eu³ 荧光粉在200nm-280nm存在基质的激发吸收，在614nm处有强烈发光峰，荧光粉使电池的光电流提高了8.5%，同时提高了电池的稳定性^[4]。可以看到稀土发光材料在光伏器件上有良好的发展前景。

稀土发光材料的基质材料对性能起着至关重要的作用，除了基质本身的物理化学性质外，即为稀土离子提供晶体场环境影响其发光性能^[5]，还会与稀土离子发生能量上的相互作用。钙钛矿型复合氧化物的种类繁多，结构稳定且性能优异，可以容许大量离子进行替换，是一类十分适合用于稀土掺杂的基质材料。bmn薄膜是一种微波介电的陶瓷薄膜，其优异的电学性能和低声子能量使其在光学方面也能有良好的表现，且根据课题组已有研究可知bmn基质吸收对稀土离子存在敏化作用，所以bmn有成为新型稀土掺杂基质材料的潜力。tb³ 在短波长的紫外区域有相对较宽的激发吸收范围，能把太阳能电池不能充分吸收的紫外光转换成可见光，而且常作为敏化剂改善一些稀土离子的发光性能，如eu³ ，sm³ 等。本课题采用湿化学法bmn陶瓷薄膜作为主体，tb³ 作为掺杂离子，研究bmn：tb薄膜的结构、微观形貌和发光性能，以开发一种可用于光功能材料增效的新型光致发光薄膜材料。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

1.bmn:tb陶瓷薄膜的制备研究

以bmn薄膜作为主体，tb³ 作为掺杂离子，制备不同掺杂浓度的bmn：tb薄膜。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4－9周：按照设计方案，制备bmn：tb陶瓷薄膜。

第10－11周：采用xrd、sem、激发发射光谱等测试技术对bmn：tb荧光薄膜的物相、显微结构、光学性能进行测试。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 张馨丹. 新型无机、金属有机骨架结构稀土发光材料的制备及其性能研究[d]. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 2017.

[2] 赵瑾. 稀土掺杂下转换发光材料的光谱调制和能量传递研究[d]. 西北大学, 2016.

[3] 刘国聪. lavo_4:dy~(3 )同质异形体的水热合成和荧光性能(英文)[j]. 玉林师范学院学报, 2010,31(5):52-55.