【摘 要】
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随着人类社会的发展,能源需求量急剧增加,寻找清洁可再生能源迫在眉睫。太阳能是满足全球能源需求的可再生能源资源,而太阳能电池则是将光能转化为电能的最佳方式。目前,染料敏化太阳能电池（DSSCs）引起了人们极大的兴趣,被认为是第三代太阳能电池技术中潜在的可再生能源。但DSSCs仍存在着一些缺点,如长期稳定性差、吸收光谱窄、电荷载体运输和收集损失以及用于染料分子再生的电荷转移机制差等。因此如何使用不同的
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随着人类社会的发展,能源需求量急剧增加,寻找清洁可再生能源迫在眉睫。太阳能是满足全球能源需求的可再生能源资源,而太阳能电池则是将光能转化为电能的最佳方式。目前,染料敏化太阳能电池（DSSCs）引起了人们极大的兴趣,被认为是第三代太阳能电池技术中潜在的可再生能源。但DSSCs仍存在着一些缺点,如长期稳定性差、吸收光谱窄、电荷载体运输和收集损失以及用于染料分子再生的电荷转移机制差等。因此如何使用不同的方法来提高DSSCs的性能并降低生产成本便成了亟待解决的问题之一。利用稀土发光材料作为光转换剂来增强光的吸收是提高DSSCs效率的一种有效手段。本论文在DSSCs光阳极中分别引入了NaYF4:Ln3+、Y2O3:Ln3+和CaWO4:Ln3+等几种发光材料,电池的效率得到了显著提高。具体研究成果如下:（1）NaYF4:Er3+/Yb3+-C3N4复合纳米材料的制备及其应用。NaYF4是非常有效的发光基质材料,而g-C3N4作为一种新型的无金属半导体材料在能量转换和储存方面具有突出的潜力。我们采用水热和化学吸附相结合的方法制备了NaYF4:Er3+/Yb3+-C3N4复合纳米材料,利用NaYF4:Er3+/Yb3+和C3N4的协同效应提高DSSCs的光电转换效率。（2）Pt/Y2O3:Eu3+复合纳米管的制备及其应用。Y2O3具有优异的化学和光化学稳定性,我们将其与贵金属Pt复合后,制得Pt/Y2O3:Eu3+复合纳米管,详细地研究了Pt含量对发光性能的影响。并构筑了Ti O2-Pt/Y2O3:Eu3+复合光阳极。实验结果表明Ti O2-Pt/Y2O3:Eu3+复合电池的效率为8.33%,与纯Ti O2电池相比,电池的光电转换效率提升了11.96%。阻抗结果表明Ti O2-Pt/Y2O3:Eu3+复合电池的Ti O2-染料|I3-/I-电解质界面的界面电阻比纯Ti O2电池的界面电阻小得多。另外,Ti O2-Pt/Y2O3:Eu3+复合电池比纯Ti O2电池有着更长的复合时间和更短的传输时间。（3）CaWO4:Ln3+纳米晶的制备及应用。钨酸盐是一类非常重要的氧化物材料。我们采用溶剂热的方法合成了CaWO4:Ln3+纳米晶,研究了Ln3+离子浓度对CaWO4的形貌、尺寸和发光性质的影响。首次构筑了Ti O2-CaWO4:Er3+复合光阳极,结果表明掺入CaWO4:Er3+后,电池的光电转换效率为从6.88%增长到8.33%。（4）我们还对其它基质材料进行了探索,采用溶剂热法制备了具有分级结构的花状KY（Mo O4）2:Ln3+微米球,并对样品进行了表征。系统地研究了KY（Mo O4）2:Ln3+微米球的光致发光过程。
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