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01.09.2014 | Ausgabe 9/2014

Journal of Materials Science: Materials in Electronics 9/2014

Citric acid-assisted growth of lanthanide ions co-doped one-dimensional upconversion microcrystals and their photovoltaic applications

Zeitschrift:
Journal of Materials Science: Materials in Electronics > Ausgabe 9/2014
Autoren:
Rui Cheng, Yanrui Chen, Zhiqiang Li, Xiaohong Chen, Pingxiong Yang, Hongbing Zhu, Yuelong Huang, Zhuo Sun, Sumei Huang

Abstract

We report for the first time the preparation of Yb3+–Er3+ co-doped β-phase sodium gadolinium fluoride (NaGdF4:Yb/Er) microcrystals using citric acid (CA) as a shape modifier and the application of NaGdF4:Yb/Er to amorphous silicon solar cells. The proposed hydrothermal method was facile and eco-friendly. It was found that CA played a critical role in the shape evolution of the final products. The related synthesis mechanisms are discussed. Under 980 nm laser excitation, the optimized NaGdF4:Yb/Er crystals exhibited strong upconversion (UC) emissions at visible wavelengths. Amorphous silicon thin film solar cells were designed and fabricated for investigating different UC configurations. In combination with a metallic back reflector, the cell with the front side UC layer achieved a six-fold improvement of the photocurrent while the cell with the rear side UC layer exhibited a ten-fold enhancement of the photocurrent, under 980 nm light, compared with the cell without upconverter.

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