染料敏化太阳能电池(DSSC)因其低成本、低污染、高效率而受到关注。目前,DSSC常用的染料包括N3和N719,经其敏化后的光阳极主要吸收可见光,而太阳光中占比例较大的红外光和紫外光却很少被吸收利用。稀土掺杂氧化物具有转换发光的功能,通过其下/上转换作用可将紫外光/红外光转换为可见光,从而拓宽DSSC的光谱响应范围以提高光能利用率,最终提高光电转化效率。Zn2SnO4为反尖晶石结构,其禁带宽度较大并具有良好的光催化活性。本文以不同氧化物作为掺杂基质材料制备了具有不同转换功能的发光材料,并将其直接用作光阳极或者与纳米Zn2SnO4制成复合光阳极应用于DSSC,提高了电池的光电转化效率。取得如下成果:(1)通过水热热处理法制备了截角八面体型Zn2SnO4:Sm3+粉体,将其直接用作光阳极研究电池的光电性能,探讨了稀土掺杂量对DSSC光电性能的影响。制备的Zn2SnO4:Sm3+光阳极能够把紫外光转换为可见光,从而被N7]9利用,同时掺杂造成晶体中缺陷密度的改变,综合作用提高了 DSSC的短路电流密度。当Sm3+的加入量为0.4mol%时,电池的效率最高,较未掺杂时提高了 78%。(2)采用固相烧结法合成了 Yb203:Ho3+粉体,该粉体具有上转换功能,能把红外光转换为绿光和红光,探讨了发光强度与Ho203的掺杂浓度和泵浦功率的关系,结果表明Ho203的掺杂量为5wt%时,所制粉体的发光强度最好。将这种上转换粉体与纳米Zn2SnO4按5wt%混合制成复合光阳极,探究电池的光电性能,与未掺杂的光阳极相比,电池效率提高了了 28.9%,这主要是因为当掺入上转换荧光粉之后,提高了染料分子的光捕获能力,从而进一步增强了光子与半导体基质Zn2SnO4的作用。(3)采用水热法制备了插片八面体型Zn2Sn04,继而将其作为基质通过固相烧结法制备了纯的Zn2SnO4:lmol%Ho3+,2mol%Yb3+上转换粉体,探讨了其荧光强度与热处理温度的关系,结果表1000℃处理所得粉体的荧光强度最佳。将这种上转换粉体与纳米Zn2SnO4按5wt%混合制成复合光阳极,探究电池的光电性能,与未掺杂时相比,电池效率提高了 12.1%,达到3.16%,这主要是因为掺入上转换荧光粉之后短路电流密度显著提高的缘故。