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随着能源和环境现状的日益严峻，新能源的开发与利用愈发关键。太阳能作为清洁可再生的未来能源，在当前形势下尤为重要。染料敏化太阳能电池是继硅基太阳能电池之后一种新型太阳能电池，由于其低成本、工艺简单和较高的理论效率等优点而备受关注，虽然全球科技工作者进行了大量的研究工作，但是其效率值和稳定性相对于硅基太阳能电池还较低。其光电转换效率低的原因主要是在光电转换过程中存在着大量的能量损失，一是敏化染料的吸收范围(如N719，400～600nm)有限，主要集中在可见光波段，紫外和红外区域的太阳光都散失掉，二是光电转换过程中的电荷复合产生能量损耗。本文针对N719染料吸收范围窄的缺陷，提出寻找合适的发光材料来解决光谱错配的问题，以达到拓宽太阳能电池的光吸收范围进而提高太阳能电池效率的目的。为了实现这个目的，本文主要做了以下工作: 1.采用高温固相法制备了Ce3+和Tb3+共掺杂的CaF2基稀土发光材料。其激发峰是以335nm为中心的宽峰，来自于Ce3+∶4f→5d能级跃迁;发射光谱由多个带状发射峰组成，分别位于487、543、585和621nm，归属于Tb3+的5D4→7Fn(n=6，5，4，3)跃迁发射，其最强峰为543nm绿光发射，与N719染料吸收范围匹配良好。Ce3+和Tb3+的最佳掺杂浓度分别为5mol％和3mol％，此时Ce3+→Tb3+能量传递效率为33.5％。采用该材料对TiO2光阳极进行改性，组装太阳能电池，光电性能测试表明，短路电流密度和光电转换效率有很大提高，分别达到11.224mA·cm-2和4.90％。 2.采用高温固相法合成了CaF2∶Eu2+,Tb3+发光材料，在543nm监测波长下得到其激发光谱为320～415nm的宽峰，包含了从近紫外到紫光区间的波段，属于Eu2+∶5d→4f能级跃迁发射。在398nm紫外光激发下，其发射光谱中既有Eu2+的429nm(4f→5d)蓝光发射，又有Tb3+的543nm(5D4→7F5)绿光发射，表明存在Eu2+→Tb3+能量传递。Eu2+和Tb3+的猝灭浓度均为5mol％，此时，可以获得最强的绿光发射，Eu2+→Tb3+能量传递效率为55.9％。将该材料引入TiO2光阳极组装太阳能电池，伏安特性曲线测试显示，短路电流密度为12.252mA·cm-2，计算得到光电转换效率为5.16％，提高了43.3％。 3.通过高温固相法合成了钙钛矿型稀土发光材料Ca1-1.5xTbxZrO3。样品的激发光谱呈带状激发峰，激发峰中心为289nm，属于半导体带间Zr4+-O2-→Zr4+-O-电子跃迁激发。在289nm紫外光激发下得到样品的发射光谱，发射峰为Tb3+的487和543nm典型发射峰。当Tb3+的掺杂浓度为4mol％时，样品的发光强度最强。采用该材料对TiO2光阳极进行改性，并组装太阳能电池，测试结果表明，Ca1-1.5xTbxZrO3的掺杂提高了电池的短路电流密度和光电转换效率，分别达到11.881mA·cm-2和4.89％。