Effects of Y3+ Doping on the Microstructure and Quantum Cutting Luminescence of CaGdAlO4: Pr3+,Yb3+ Phosphors

采用自蔓延燃烧法结合后期热处理手段制备得到了Y3+/Pr3+共掺杂的CaGdAlO4荧光粉材料.实验结果表明：当用与Gd3+离子半径较近的Y3+来取代Gd3+时，Pr3+的光致发光强度增强，使来自Pr3+的4f-5d跃迁的吸收峰峰值位置发生了从261 nm至259 nm的蓝移.在确定Y3+的最优浓度为50%，Pr3+的最优浓度为0.5%时，进一步制备了Y3+/Pr3+/Yb3+共掺杂的CaGdAlO4荧光粉材料，并实现了从深紫外到近红外的量子剪裁.在Yb3+的浓度达到6%时，Yb3+位于980 nm的发射峰最强.经计算Y3+/Pr3+/Yb3+共掺杂的CaGdAlO4材料的量子剪裁效率约为168%，优于Pr3+/Yb3+共掺杂的CaGdAlO4荧光粉.此外，在254 nm紫外光照射下，Y3+取代Gd3+的策略在一定程度上抑制了CaGdAlO4荧光粉材料的晶格热化现象.综上，用价格更低的Y部分取代Gd，可使CaGdAlO4：Pr3+/Yb3+荧光粉制备成本降低，并进一步优化其量子剪裁性能.该研究对硅空间太阳能电池的应用开发具有实际意义.