Conversão descendente de energia envolvendo íons lantanídeos. Vidros emissores de luz na região de 1000 nm

Autor(es)

Gustavo Galleani

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Imprenta: Araraquara. 2014-08-13.
• Instituição: Universidade Estadual Paulista (Unesp). Instituto de Química. Araraquara
• Data de defesa: 2013-08-05
• Orientador: Sidney José Lima Ribeiro

Resumo

Vidros emissores de luz vêm despertando interesse como potenciais materiais para melhorar a eficiência de células solares comerciais de silício através da conversão descendente de energia onde um fóton da região do visível é convertido em dois fótons na região de ~1000 nm, que é a região da banda proibida do silício. Neste sentido, materiais dopados com íons lantanídeos que são muito promissores devido sua riqueza espectral, tem despertado o interesse nos últimos anos e muitos pares de íons lantanídeos tem sido propostos, dentre eles o par Pr3+-Yb3+, porém sem toda elucidação dos processos de transferência envolvidos. Este trabalho apresenta um estudo realizado em vidros fluoroindatos dopados com íons Pr3+ e co-dopados com íons Pr3+/Yb3+ quanto aos processos de conversão descendente Pr3+→Yb3+ e seus mecanismos. As seguintes composições vítreas foram estudadas: [(100-x) 40InF3-20SrF2-20BaF2- 20ZnF2:xPrF3], (x=0,01; 0,02; 0,05 e 1,0 % mol) e [(99-x) 40InF3-20SrF2-20BaF2- 20ZnF2:1PrF3:xYbF3], (0 ≤ x ≥ 3.0 % mol). O estudo térmico e espectroscópico dessas amostras produzidas pelo método clássico de fusão choque-térmico, mostrou uma boa estabilidade térmica frente à cristalização e uma janela de transparência de até ~ 8 μm, consequência da relativamente baixa energia de modos vibracionais (~500 cm-1) observadas no espectro Raman. As medidas de luminescência nos vidros co-dopados com Pr3+:Yb3+ evidenciaram o processo de conversão descendente de energia, importante para a aplicação em células solares de silício devido a emissão em 980 nm do Yb3+, como resultado da excitação dos íons Pr3+ na região do visível. O processo de conversão descendente de energia se dá por pelo menos três mecanismos, sendo que em dois deles a emissão ocorre a partir dos níveis 3PJ e um a partir do nível 1D2 do íon Pr3+. Valores de eficiência de transferência de 60,8% e 79% foram observados para a amostra... (AU)

• Processo FAPESP: 11/15758-0 - Conversão de energia envolvendo ions lantanídeos: vidros emissores de luz na região de 800-900nm
• Beneficiário: Gustavo Galleani
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado