染料敏化太阳能电池由于其低成本,易于制造,环境友好,转换效率高等优点而被视为硅基太阳能电池的替代者。然而,染料敏化太阳能电池效率的进一步提高却受到光谱适配效应的严重限制,因为其只能吸收波长为300-800 nm范围的光,而占太阳光谱一半能量左右的红外光却不能被其利用。稀土上转换材料能是一种能将近红外光转换成电池灵敏响应的、可见区发光的材料;因而提供了一种有效的光谱转换技术,可以用于解决染料敏化太阳能电池的光谱适配问题。然而,目前所用的上转换纳米晶由于其所吸收谱带窄,吸收强度弱的本征缺点而具有较低的能量转换效率,限制了其在太阳能电池中的应用前景。本论文探索了新型宽带强吸收的上转换发光材料用于增强染料敏化太阳能电池效率的研究,主要内容如下:（1）探究了β相的NaYF₄:Yb³⁺30%,Er³⁺2%的单核上转换纳米晶在染料敏化太阳能电池上的应用过程中其表面油酸量和光阳极在纳米晶溶液中的浸泡时间对电池性能的影响,确定了在合成上转换纳米晶过程中油酸的最佳加入量和光阳极的在纳米晶溶液中的最佳浸泡时间。（2）通过采用染料IR-783,IR-806和IR-820敏化纳米晶NaYF₄:Yb³⁺30%,Er³⁺2%获得了宽带的上转换纳米晶,利用808nm激光器作为激发源,研究发现纳米晶NaYF₄:Yb³⁺30%,Er³⁺2%的发射峰的积分强度随染料加入量的增加而呈现先增加后减小的趋势,这三种染料的加入量都在最佳条件时,染料IR-783敏化纳米晶的发射峰积分强度最大。将染料IR-783,IR-806和IR-820敏化纳米晶NaYF₄:Yb³⁺30%,Er³⁺2%应用到染料敏化太阳能电池中,通过比较电池的J-V曲线可知,染料IR-783敏化纳米晶对电池效率的增强效果最好,在标准太阳光模拟器下测试,与空白电池对比,染料IR-783敏化纳米晶使得电池的效率增加了22.79%。（3）选取染料IR-783对核壳结构纳米晶NaYF₄:Yb³⁺30%,Er³⁺2%@NaYF₄:Yb³⁺20%,Nd³⁺30%进行敏化,发现在最佳敏化条件下核壳结构纳米晶的发射峰的积分强度相对于IR-783敏化纳米晶NaYF₄:Yb³⁺30%,Er³⁺2%的发射峰积分强度增强了10.7倍,极大地提高了上转换发光效率,将该染料敏化核壳纳米晶应用到染料敏化太阳能电池中,在标准太阳光模拟器下测试,与空白电池对比,电池效率的增加高达33.63%。