进入21世纪,不可再生的、高污染的煤和石油等主要能源物质已经不能满足全球飞速的经济发展,如何高效利用储量无限、清洁无污染的太阳能已经成为急需解决的一大难点。自从1991年Gr?tzel教授制备出高效率的染料敏化太阳能电池（DSSC）,具有制备工艺简单,对环境友好和转换率稳定等优点的DSSC受到了各界的广泛关注。目前,DSSC的光阳极薄膜基本都由锐钛矿和金红石TiO₂纳米颗粒组成,其具有储量丰富、安全无毒和比表面积大等优点。但是由单纯的TiO₂纳米颗粒组成的光阳极薄膜经染料敏化后只能吸收利用780 nm以下可见光,对占据太阳光光谱43%的红外光无法利用,导致现有的光阳极薄膜光电效率低。为了克服这个缺陷,我们通过溶剂热法制备了上转换发光材料NaYbF₄:Ho³⁺,上转换发光材料NaYbF₄:Ho³⁺是一种可以吸收红外光而发出不同波段可见光的复合多功能材料,在光阳极薄膜中掺入NaYbF₄:Ho³⁺形成的复合薄膜可以间接的利用红外光,拓宽光谱吸收范围,提高光子的吸收量,进而提高电池的性能。在此基础上,我们还制备了多孔空心TiO₂微球作为散射层覆盖在复合薄膜上,来提高电池的光散射性能和染料吸附能力;把氧化石墨烯掺入薄膜中,降低薄膜内部的电荷重组率和提高电池内部的电子转移速率。（1）采用溶剂热法制备了上转换发光材料NaYbF₄:Ho³⁺,通过XRD测试发现产物晶相好,纯度高;SEM和TEM表征显示直径为50-120 nm的颗粒球;在980 nm近红外光激发下发射出绿光和红光,和N719染料的吸收谱良好吻合。将制备的NaYbF₄:Ho³⁺与商业P25粉末按照不同比例混合,球磨后制备成粘性浆料,并制备成复合光阳极来探究不同的掺杂比例对电池性能的影响。通过测试发现,掺入稀土发光材料后,电池的短路电流密度得到提高,但掺入量过大时,电池的性能急速下降。当掺入的质量比为3%时,光电转换效率最高达到了7.52%,比纯P25光阳极效率的5.84%提升了28.8%。（2）采用水热法等步骤制备了多孔空心TiO₂微球,通过XRD测试发现所制备的样品为锐钛矿TiO₂;通过SEM和TEM测试表明所得到的样品为球形,直径为在400-500nm,且球中心有一个直径为150-200 nm的圆形孔洞,孔壁由TiO₂纳米片相互堆叠的间隙组成,这表明多孔空心TiO₂微球不仅具有的较大的尺寸可用作光阳极薄膜的散射层增强光的漫反射,还具有较大的比表面积来提高光阳极对染料分子的吸收。将样品制备成粘性浆料,并刮涂在掺杂有稀土的复合薄膜上,构成双层膜结构。通过测试发现,复合双层光阳极薄膜表现出优越的光电性能,它的电流密度达到了20.83 mA/cm²,光电转换效率达到了8.94%,转换效率比纯P25薄膜和复合薄膜的效率分别提升了38.8%和11.1%。（3）将制备的氧化石墨烯配成溶液添加到含有稀土和商业P25的混合粉末中球磨,制备成含有氧化石墨烯和稀土的复合浆料,并制备成复合薄膜。在复合薄膜上刮涂一层多孔空心TiO₂微球浆料用作散射层,从而得到含有氧化石墨烯的复合双层薄膜。氧化石墨烯可以在薄膜内部构建快速的电子传输通道,有效地降低薄膜内部的电荷重组率,并增强电子从半导体薄膜到FTO玻璃的传输。通过测试,我们发现所制备的电池的电流密度和光电转换效率分别达到21.89 mA/cm²和9.41%,比纯P25薄膜的转换效率提升了46.19%。