1. 研究目的与意义（文献综述）

当今人类社会能源与环境问题，对光伏、光催化等光功能材料提出了迫切和巨大的需求^[1-3]。所有这些光功能材料的基本机理，都是由于本身电子结构特征可吸收特定波长的光子能量，引发相应能级间的电子跃迁，从而实现光电、光化学等功能转化。而这一基本原理决定了，所有这些光功能材料的只能吸收特定波长的光，极大的限制了其对自然界各种光源（主要是太阳光）的充分利用^[4-5]。目前在光功能材料领域，大量的研究是通过掺杂改性或纳米结构设计与构筑，来实现对带隙的调节，提高光能利用效率，而这往往是以损失其他性能为代价的^[6]。

目前，提高太阳能电池效率的普遍方法是在电池表面添加一层聚脂薄膜紫外过滤层^[7-9]，以防止紫外辐射伤害，但是这种方法同样无法利用高能紫外太阳辐射通过研究发现，一种更为适用的的方法是在电池表面添加一层稀土掺杂的无机透明材料，这种方法不仅可以避免高能紫外辐射对电池的损坏，而且能使紫外光子转换成太阳能电池可吸收的低能可见光光子，从而提高太阳能电池的转换效率^[10-11]。科研人员通过dy³ 掺杂的lavo₃光学薄膜应用于染料敏化电池中，使得太阳能电池的转换效率提高了23.3%^[12]，另有研究人员将tio₂纳米管应用于染料敏化电池中时，通过sm³ 的掺杂，利用下转换光子转换过程，将电池效率提高了73.1%^[13]。这种改进太阳能电池的方法有着不可忽视的作用，尤其在紫外辐射充足的外太空中有着良好的应用前景

稀土元素的外层电子构型决定了其相似的化学性质，稀土元素均易失去电子被还原，可与很多的配合物化合成发光材料、激光材料等新型功能材料。透明陶瓷具有高的光学透过率，光入射深度大，可以很大程度上提高稀土元素的发光效率，是目前稀土发光领域最热点的基质材料之一。ba(b`_1/3b``_2/3)o₃形式的ba基复合钙钛矿型陶瓷。由于光与微波在本质上兼属于电磁波，介质材料的介电性能与光学性能本质上是同一的，因此在高频下具有极低损耗的ba(mg_1/3nb_2/3)o₃(bmn)微波介质陶瓷对光也有着低本征吸收，课题组前期已将其成功的制备成具有高折射率和透过率的透明陶瓷^[14]。由于ba(mg_1/3nb_2/3)o₃结构具有高离子掺杂容忍性，因而bmn透明陶瓷可作为稀土掺杂基质，实现较高浓度的离子掺杂和复合掺杂。课题组前期研制的sm、ho等稀土元素掺杂bmn发光陶瓷，成功解决目前稀土发光材料淬灭浓度低，难以提高发光强度的问题^[15]。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

1.制备bmn:eu陶瓷薄膜

湿化学法制备稳定的bmn:eu溶液，采用液相旋涂工艺，通过改变前驱体溶液浓度、旋涂转速、旋涂次数、eu³ 掺杂浓度，制备不同的bmn:eu陶瓷薄膜。

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，开展水溶液凝胶法制备bmn:eu陶瓷薄膜工艺研究，优化工艺参数。

第10-11周：采用xrd、sem、激发发射光谱、紫外可见分光光度计等测试技术对bmn:eu陶瓷薄膜的物相、显微结构、光学性能进行测试。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]. l liu, y y peter, et al. hydrogenation and disorder in engineered black tio₂ [j]. physical review letters. 2013, 111(6): 065505.

[2]. y liu, h wang, et al. the 3-dimensional dye-sensitized solar cell and module based on all titanium substrates [j]. applied energy. 2010, 87(2): 436-441.

[3]. c gao, x d li,et al. titanium dioxide coated zinc oxide naostrawberry aggregates for dye-sensitized solar cell and self-powered uv-photodetector [j]. journal of power sources. 2013, 239(1):458-465.