Abstract The near‐infrared (NIR) down‐conversion process for broadband sensitization has been studied in Eu 2+ ‐Nd 3+ co‐doped BaAl 2 O 4 . This material has a broad absorption band of 200–480 nm and can convert photons in the visible region into NIR photons. The NIR emission at 1064 nm, attributed to the Nd 3+ : 4 F 3/2 → 4 I 11/2 transition, matches the bandgap of Si, allowing Si solar cells to utilize the solar spectrum better. The energy transfer (ET) process between Eu 2+ and Nd 3+ was demonstrated using photoluminescence spectra and luminescence decay curves, and Eu 2+ may transfer energy to Nd 3+ through the cooperative energy transfer (CET) to achieve the down‐conversion process. The energy transfer efficiency (ETE) and theoretical quantum efficiency (QE) were 68.61% and 156.34%, respectively, when 4 mol% Nd 3+ was introduced. The results indicate that BaAl 2 O 4 :Eu 2+ ‐Nd 3+ can serve as a potential modulator of the solar spectrum and is expected to be applied to Si solar cells.

Abstract Bi 2 Te 3 /PbTe thermophotovoltaic cells are prepared by vacuum evaporation. This kind of cells can convert radiation of low temperature (below 500 K) into electricity. The short-circuit current, open-circuit voltage and conversion efficiency of the cells increase with temperature under 300-480 K. The experimental results show that the heat-electricity conversion at low temperature is feasible. The characteristics of the thermophotovoltaic cells are discussed in this paper.

Abstract Developing optical devices that allow light to propagate in only one direction, known as non-reciprocal propagation, is important for various applications. A method for optical nonreciprocity is proposed by utilizing the localized surface plasmons of random metallic nanoparticle arrays. Compared to other methods for generating optical nonreciprocity, this method exhibits the optical nonreciprocity in a wide band and is easy to be fabricated.

Abstract The mismatch between the absorption spectrum of silicon solar cells and the solar spectrum is the main factor limiting the photovoltaic conversion efficiency. In this work, broadband sensitized near-infrared (NIR) emission Ba 5 Si 2 O 6 Cl 6 :Eu 2+ ,Yb 3+ phosphors were prepared by the high-temperature solid-state method. This phosphor appears green emission in natural light and the particle size observed using a scanning electron microscope is approximately 2 microns. The broadband absorption property of Eu 2+ ions enables the materials to absorb photons in the ultraviolet-blue region of 210-500 nm and transfer the energy to Yb 3+ , causing Yb 3+ to emit NIR photons of 974 nm due to the Yb 3+ : 2 F 5/2 → 2 F 7/2 transition. The NIR spectra match the bandgap of silicon (1.12 eV), reducing energy loss due to thermal vibrations. The materials have excellent optical properties and can be applied as spectral modulators on the surface of silicon solar cells to solve the spectral mismatch problem, which has a promising application in silicon solar cells.

The thermophotovoltaic cells working under 300–500 K heat sources are fabricated by bonding Bi 2 Te 3 and Si wafers. The performance of the cells is seriously affected by the strong intrinsic excitation in Bi 2 Te 3 , which leads to the slight split of the Fermi energy level and the weak absorption in the very narrow depletion region of Bi 2 Te 3 /Si heterojunction. The valence band offset at the interface between Bi 2 Te 3 and Si, which limits the transportation of excited holes and the thickness of Bi 2 Te 3 sheet are also important to affect the performance of the cells. Although the conversion efficiency of the thermophotovoltaic cells is low, this work provides a method to fabricate Bi 2 Te 3 /Si low‐temperature thermophotovoltaic cells.