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染料敏化太阳能电池(DSSCs)以其成本低廉、制备技术简单和环境友好等优点引起了广大科研工作者的密切关注。DSSCs发展迅速,自1991年Gratzel教授报道以来,从最初7%的光电转换效率至今已经超过14%,但是传统工艺加工改性制备的器件也仅仅是对可见光(380～780 nm)的吸收利用,对占据太阳光光谱43%的红外光无法利用,这就导致了太阳光的低利用率。稀土上转换发光材料是一种可以吸收近红外光而发出不同波段可见光的复合多功能材料,将上转换发光材料引入DSSCs光阳极薄膜中可以间接的利用红外光,拓宽光谱吸收范围,提高太阳光的有效利用。在本文中,通过络合共沉淀法制备了稀土上转换发光材料NaLuF4:Yb3+/Er3+,并研究了其在DSSCs中的应用。研究内容与结论如下:(1)采用络合共沉淀法成功制备了 NaLuF4:Yb3+/Er3+上转换发光材料,通过SEM和TEM表征显示为200～300 nm的颗粒球;利用980 nm红外光激发发射出绿色和红色光谱带,并且和N719染料的吸收谱良好吻合;将其掺杂应用到TiO2纳米浆料中制备出复合浆料,探究不同掺杂量对DSSCs性能的影响。结果表明,掺杂微纳粒径的NaLuF4:Yb3+/Er3+上转换发光材料的光阳极薄膜在近红外光区有较强的吸收,并且提高了薄膜的光散射能力;当掺杂量为5%质量比时,实验取得最佳结果,短路电流密度Jsc=14.82 mA·cm-2,开路电压Voc=0.76 V,填充因子FF=0.68,电池的光电转换效率η达到了 7.58%,比P25纳米晶薄膜光阳极电池光电转换效率提高了 27.18%。(2)采用水热法制备金红石型花状Ti02,将其作为光散射层,刮涂制备双层复合薄膜光阳极,通过紫外可见漫反射光谱表征显示,引入散射层大大提高了光的漫反射能力,提高了光谱利用率;同时与NaLuF4:Yb3+/Er3+上转换发光的协同作用明显的提高了DSSCs的光电性能。实验结果表明,短路电流密度Jsc=19.36mA·cm-2、开路电压Voc =0.69 V、填充因子FF=0.58、光电转换效率η= 7.82%,相比于复合薄膜光阳极和P25薄膜光阳极短路电流密度分别提高了 11.71%和41.73%,光电转换效率分别提高了6.83%和 27.15%。(3)采用紫外灯照射还原硝酸银溶液的方法在双层复合薄膜光阳极上沉积修饰纳米银粒子,通过XRD、HRTEM、XPS、拉曼表征等方法研究了其性能,并探究了对DSSCs光电性能的影响,实验表征结果显示,沉积银粒子为纳米单质Ag。利用(Ⅰ)修饰在TiO2表面的纳米单质Ag表面等离子体共振效应(SPR)增加薄膜对入射光的吸收利用;(Ⅱ)Ag纳米粒子作为电荷俘获中心和Ti02接触面产生肖特基势垒,促进电子-空穴对的分离;(Ⅲ)纳米单质Ag粒子高导电率,修饰在NaLuF4:Yb3+/Er3+上转换发光材料表面提高了电子迁移率,降低了光生电子-空穴复合率。实验得到比较理想的结果,短路电流密度Jsc=21.96mA·cm-2、开路电压Voc = 0.69V、填充因子FF=0.56、光电转换效率η=8.14%,比纯P25纳米晶薄膜光阳极电池光电转换效率提高了 32.36%。