Abstract We report, for the first time to our knowledge, on the polymer nanocomposite sunlight spectrum down-converters made by the concurrent multi-beam multi-target pulsed laser deposition (CMBMT-PLD) of phosphor and polymer in ambient air. Phosphor PLD targets were made of down-converting rare-earth (RE)-doped fluorides NaYF4:Yb3+,Er3+, and NaYF4:Yb3+,Tm3+ with a Stokes shift of 620 nm (from 360 to 980 nm), minimizing the effect of re-absorption. The phosphors were synthesized by the wet method. Polymer target was made of poly (methyl methacrylate) known as PMMA. Target ablation was conducted with 1,064 nm beams from an Nd:YAG Q-switched laser. Beam intensity was 2.8 × 1016 W/cm2 for both targets. The substrate was a microscope glass slide. Phosphor nanoparticles with a size ranging from 10 to 50 nm were evenly distributed in the polymer matrix during deposition. The nanoparticles retained the crystalline structure and the fluorescent properties of the phosphor target. There was no noticeable chemical decomposition of the deposited polymer. The products of laser-induced reaction of the polymer target with atmospheric gases did not reach the substrate during PLD. Post-heating of the substrate at ∼90°C led to fusion of separate polymer droplets into uniform coating. Quantum yield of the down-conversion polymer nanocomposite film was estimated to be not less than ∼5%. The proposed deposition method can find its application in making commercial-size down-converter coatings for photo-voltaic solar power applications.

中文翻译：

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露天PLD制成的聚合物纳米复合太阳光光谱下变频器

摘要 我们首次报道了通过在环境空气中同时进行多光束多靶脉冲激光沉积 (CMBMT-PLD) 制备的聚合物纳米复合材料太阳光光谱下变频器。磷光体 PLD 靶由下转换稀土 (RE) 掺杂的氟化物 NaYF4:Yb3+,Er3+ 和 NaYF4:Yb3+,Tm3+ 制成，斯托克斯位移为 620 nm（从 360 到 980 nm），最大限度地减少了 re - 吸收。荧光粉采用湿法合成。聚合物靶由称为 PMMA 的聚（甲基丙烯酸甲酯）制成。使用来自 Nd:YAG Q 开关激光器的 1,064 nm 光束进行目标消融。两个目标的光束强度均为 2.8 × 1016 W/cm2。基材是显微镜载玻片。在沉积过程中，尺寸范围为 10 至 50 nm 的磷光体纳米粒子均匀分布在聚合物基质中。纳米颗粒保留了磷光体目标的晶体结构和荧光特性。沉积的聚合物没有明显的化学分解。在 PLD 过程中，聚合物靶材与大气气体的激光诱导反应产物没有到达基板。在约 90°C 下对基材进行后加热导致分离的聚合物液滴融合成均匀的涂层。估计下转换聚合物纳米复合膜的量子产率不低于~5%。所提出的沉积方法可以应用于制造用于光伏太阳能应用的商业尺寸下变频器涂层。纳米颗粒保留了磷光体目标的晶体结构和荧光特性。沉积的聚合物没有明显的化学分解。在 PLD 过程中，聚合物靶材与大气气体的激光诱导反应产物没有到达基板。在约 90°C 下对基材进行后加热导致分离的聚合物液滴融合成均匀的涂层。估计下转换聚合物纳米复合膜的量子产率不低于~5%。所提出的沉积方法可以应用于制造用于光伏太阳能应用的商业尺寸下变频器涂层。纳米颗粒保留了磷光体目标的晶体结构和荧光特性。沉积的聚合物没有明显的化学分解。在 PLD 过程中，聚合物靶材与大气气体的激光诱导反应产物没有到达基板。在约 90°C 下对基材进行后加热导致分离的聚合物液滴融合成均匀的涂层。估计下转换聚合物纳米复合膜的量子产率不低于~5%。所提出的沉积方法可以应用于制造用于光伏太阳能应用的商业尺寸下变频器涂层。在 PLD 过程中，聚合物靶材与大气气体的激光诱导反应产物没有到达基板。在约 90°C 下对基材进行后加热导致分离的聚合物液滴融合成均匀的涂层。估计下转换聚合物纳米复合膜的量子产率不低于~5%。所提出的沉积方法可以应用于制造用于光伏太阳能应用的商业尺寸下变频器涂层。在 PLD 过程中，聚合物靶材与大气气体的激光诱导反应产物没有到达基板。在约 90°C 下对基材进行后加热导致分离的聚合物液滴融合成均匀的涂层。估计下转换聚合物纳米复合膜的量子产率不低于~5%。所提出的沉积方法可以应用于制造用于光伏太阳能应用的商业尺寸下变频器涂层。