CN102360956B - NaYF4:Yb,Er修饰的染料敏化太阳能电池TiO2光阳极的制备方法 - Google Patents

NaYF4:Yb,Er修饰的染料敏化太阳能电池TiO2光阳极的制备方法 Download PDF

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Abstract

NaYF4:Yb，Er修饰的染料敏化太阳能电池TiO2光阳极的制备方法，它涉及染料敏化太阳能电池TiO2光阳极的制备方法。本发明解决了现有的染料敏化太阳能电池TiO2光阳极太阳能利用率低的问题。方法：将TiO2粉末、NaYF4:Yb，Er粉末、乙基纤维素和松油醇混合均匀，陈化后得到浆料；再用流延法或丝网印刷法将浆料涂覆在FTO玻璃的导电面上，干燥后焙烧，得到NaYF4:Yb，Er修饰的染料敏化太阳能电池TiO2光阳极。该TiO2光阳极提高了光吸收强度和光谱响应范围，制备的染料敏化太阳能电池的光电转化效率为1.9％～2.7％。本发明的TiO2光阳极可用于太阳能电池。

Description

NaYF4:Yb,Er修饰的染料敏化太阳能电池TiO2光阳极的制备方法
技术领域
本发明涉及染料敏化太阳能电池TiO2光阳极的制备方法。
背景技术
能源是人类社会的生存与发展的基础，为了解决日益严峻的能源危机与环境问题，实现可持续发展，研究者们把光伏能源列为21世纪最重要的新能源之一。染料敏化太阳能电池是最近20年基于纳米技术发展起来的一种新型、低成本太阳能电池，虽然其转换效率和稳定性有待提高，但是，该电池被誉为最有应用前景的太阳能电池之一，特别是在光伏产业中占有重要的一席之地。现有的染料敏化太阳能电池TiO2光阳极是将通过涂膜或丝网印刷法将TiO2浆体覆在基底上，用于吸收太阳光，因为TiO2的禁带宽度为3.2eV，仅吸收太阳光谱中的紫外光，太阳能的利用率低，达不到产业化的目的。
发明内容
本发明是要解决现有的染料敏化太阳能电池TiO2光阳极太阳能利用率低的技术问题，而提供NaYF4:Yb，Er修饰的染料敏化太阳能电池TiO2光阳极的制备方法。
NaYF4:Yb，Er修饰的染料敏化太阳能电池TiO2光阳极的制备方法按以下步骤进行：
一、按TiO2粉末与NaYF4:Yb，Er粉末的质量比为1∶0.15～1.65、TiO2粉末与乙基纤维素的质量比为1∶0.25～0.40、TiO2粉末与松油醇的质量比为1∶4.8～4.9的比例称取细度为200目～325目的TiO2粉末、细度为200目～325目的NaYF4:Yb，Er粉末、乙基纤维素和松油醇并混合均匀，在室温下陈化3天～4天，得到浆料；二、用流延法将步骤一制备的浆料涂覆至FTO玻璃的导电面上，然后放在温度为75℃～85℃的干燥箱中干燥5min～10min，得到光阳极坯片；三、将步骤二得到的光阳极坯片放入温度为680℃～720℃的马弗炉中焙烧12h～16h，得到NaYF4:Yb，Er修饰的染料敏化太阳能电池TiO2光阳极。
NaYF4:Yb，Er修饰的染料敏化太阳能电池TiO2光阳极的制备方法还可以按以下步骤进行：一、按TiO2粉末与NaYF4:Yb，Er粉末的质量比为1∶0.15～1.65、TiO2粉末与乙基纤维素的质量比为1∶0.25～0.40、TiO2粉末与松油醇的质量比为1∶4.8～4.9的比例称取细度为200目～325目的TiO2粉末、细度为200目～325目的NaYF4:Yb，Er粉末、乙基纤维素和松油醇并混合均匀，在室温下陈化3天～4天，得到浆料；二、用丝网印刷法将步骤一制备的浆料涂覆至FTO玻璃的导电面上，然后放在温度为75℃～85℃的干燥箱中干燥5min～10min；三、重复步骤二的操作2～5次，得到光阳极坯片；四、将步骤三得到的光阳极坯片放入温度为680℃～720℃的马弗炉中焙烧12h～16h，得到NaYF4:Yb，Er修饰的染料敏化太阳能电池TiO2光阳极。
本发明用上转换材料NaYF4:Yb，Er修饰TiO2，增加了DSSC在近红外光的吸收，使占全光谱太阳光43％的能量达到利用。本发明的NaYF4:Yb，Er修饰的染料敏化太阳能电池TiO2光阳极的光电转化效率为1.9％～2.7％。本发明的NaYF4:Yb，Er修饰的染料敏化太阳能电池TiO2光阳极可用于太阳能电池。
附图说明
图1是具体实施方式十六的步骤一中的NaYF4:Yb，Er的X射线衍射谱图；图2是具体实施方式十六的TiO2粉末和NaYF4:Yb，Er修饰的TiO2粉末紫外-可见吸收光谱图，其中a为NaYF4:Yb，Er修饰的TiO2粉末的紫外-可见吸收光谱，b为TiO2粉末的紫外-可见吸收光谱。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式的NaYF4:Yb，Er修饰的染料敏化太阳能电池TiO2光阳极的制备方法按以下步骤进行：一、按TiO2粉末与NaYF4:Yb，Er粉末的质量比为1∶0.15～1.65、TiO2粉末与乙基纤维素的质量比为1∶0.25～0.40、TiO2粉末与松油醇的质量比为1∶4.8～4.9的比例称取细度为200目～325目的TiO2粉末、细度为200目～325目的NaYF4:Yb，Er粉末、乙基纤维素和松油醇并混合均匀，在室温下陈化3天～4天，得到浆料；二、用流延法将步骤一制备的浆料涂覆至FTO玻璃的导电面上，然后放在温度为75℃～85℃的干燥箱中干燥5min～10min，得到光阳极坯片；三、将步骤二得到的光阳极坯片放入温度为680℃～720℃的马弗炉中焙烧12h～16h，得到NaYF4:Yb，Er修饰的染料敏化太阳能电池TiO2光阳极。
本实施方式用上转换材料NaYF4:Yb，Er修饰TiO2，增加了DSSC在近红外光的吸收，使占全光谱太阳光43％的能量达到利用。本实施方式的NaYF4:Yb，Er修饰的染料敏化太阳能电池TiO2光阳极的光电转化效率为1.9％～2.7％。本发明的NaYF4:Yb，Er修饰的染料敏化太阳能电池TiO2光阳极可用于太阳能电池。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中TiO2粉末与NaYF4:Yb，Er粉末的质量比为1∶0.20～1.50、TiO2粉末与乙基纤维素的质量比为1∶0.28～0.38、TiO2粉末与松油醇的质量比为1∶4.82～4.88。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中TiO2粉末与NaYF4:Yb，Er粉末的质量比为1∶0.8、TiO2粉末与乙基纤维素的质量比为1∶0.30、TiO2粉末与松油醇的质量比为1∶4.85。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤一中TiO2粉末的细度为220目～300目。其它与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤一中TiO2粉末的细度为250目。其它与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：步骤一中NaYF4:Yb，Er粉末的细度为220目～300目。其它与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：步骤一中NaYF4:Yb，Er粉末的细度为250目。其它与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：步骤一中室温陈化的时间为3.5天。其它与具体实施方式一至七之一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：步骤二中流延法是：将浆料流至基片上，然后用刮刀将浆料刮平，在基片上形成一层均匀的浆料层。其它与具体实施方式一至八之一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是：步骤二中干燥温度为78℃～82℃、干燥时间为6min～9min。其它与具体实施方式一至九之一相同。
具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是：步骤二中干燥温度为80℃、干燥时间为8min。其它与具体实施方式一至九之一相同。
具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式一至十一之一不同的是：步骤三中焙烧温度为690℃～710℃、焙烧时间为13h～15h。其它与具体实施方式一至十一之一相同。
具体实施方式十三：本实施方式与具体实施方式一至十一之一不同的是：步骤三中焙烧温度为700℃、焙烧时间为14h。其它与具体实施方式一至十一之一相同。
具体实施方式十四：本实施方式与具体实施方式与具体实施方式一至十三之一不同的是步骤一中的NaYF4:Yb，Er的制备方法按以下步骤进行：a、按NaF与NH4HF2的摩尔比为1∶0.5～1、NaF与Y2O3的摩尔比为1∶0.5～1、NaF与Yb2O3的摩尔比为1∶0.09～0.20、NaF与Er2O3的摩尔比为1∶0.02～0.04、Y2O3与质量百分比浓度为30％的硝酸的比为1g∶1.0mL～1.2mL、Y2O3与EDTA的质量比为1∶0.45～0.50称取NaF、NH4HF2、Y2O3、Yb2O3、Er2O3、质量百分比浓度为30％的硝酸和EDTA；b、将步骤a称取的Y2O3、Yb2O3和Er2O3加入到步骤a称取的硝酸中，溶解后，再水稀释，使Y2O3的质量浓度为36.00g/L～36.25g/L，得到溶液H；c、将步骤a称取的EDTA配制成质量浓度为74g/L～75g/L的水溶液，再加入到步骤b得到的溶液H中，混合均匀，得到溶液J；d、在搅拌的条件下，将步骤a称取的NaF和NH4HF2加入到溶液J中，调节溶液的pH值至2.8～3.2，得到混合液；e、将步骤d得到混合液转移到高压釜中，在温度150℃～170℃的条将下反应4天～6天，降至常温后，过滤，将固相物先用去离子水洗涤，再用无水乙醇洗涤，干燥后，得到NaYF4:Yb，Er。其它与具体实施方式一至十三之一相同。
具体实施方式十五：本实施方式与具体实施方式与具体实施方式一至十三之一不同的是步骤一中的NaYF4:Yb，Er的制备方法按以下步骤进行：a、按NaF与NH4HF2的摩尔比为1∶0.8、NaF与Y2O3的摩尔比为1∶0.8、NaF与Yb2O3的摩尔比为1∶0.10、NaF与Er2O3的摩尔比为1∶0.03、Y2O3与质量百分比浓度为30％的硝酸的比为1g∶1.1mL、Y2O3与EDTA的质量比为1∶0.48称取NaF、NH4HF2、Y2O3、Yb2O3、Er2O3、质量百分比浓度为30％的硝酸和EDTA；b、将步骤a称取的Y2O3、Yb2O3和Er2O3加入到步骤a称取的硝酸中，溶解后，再水稀释，使Y2O3的质量浓度为36.10g/L，得到溶液H；c、将步骤a称取的EDTA配制成质量浓度为74.5g/L的水溶液，再加入到步骤b得到的溶液H中，混合均匀，得到溶液J；d、在搅拌的条件下，将步骤a称取的NaF和NH4HF2加入到溶液J中，调节溶液的pH值至2.9，得到混合液；e、将步骤d得到混合液转移到高压釜中，在温度160℃的条将下反应4.5天，降至常温后，过滤，将固相物先用去离子水洗涤，再用无水乙醇洗涤，干燥后，得到NaYF4:Yb，Er。其它与具体实施方式一至十三之一相同。
具体实施方式十六：本实施方式的NaYF4:Yb，Er修饰的染料敏化太阳能电池TiO2光阳极的制备方法按以下步骤进行：一、称取0.1393g细度为200目的TiO2粉末、0.027g细度为200目的NaYF4:Yb，Er粉末、0.045g乙基纤维素和0.793g松油醇并混合均匀，在室温下陈化3天，得到浆料；二、用流延法将步骤一制备的浆料涂覆至FTO玻璃的导电面上，然后放在温度为80℃的干燥箱中干燥10min，得到光阳极坯片；三、将步骤二得到的光阳极坯片放入温度为700℃的马弗炉中焙烧12h，得到NaYF4:Yb，Er修饰的染料敏化太阳能电池TiO2光阳极。
其中FTO玻璃是掺杂氟的SnO2导电玻璃。
步骤一中NaYF4:Yb，Er的制备方法按以下步骤进行：a、称取0.063g NaF、0.1716gNH4HF2、0.542g Y2O3、0.2128g Yb2O3、0.0229g Er2O3、质量百分比浓度为30％的硝酸和1.1168g EDTA；b、将步骤a称取的Y2O3、Yb2O3和Er2O3加入到步骤a称取的硝酸中，溶解后，再水稀释，使Y2O3的质量浓度为36.13g/L，得到溶液H；c、将步骤a称取的EDTA配制成质量浓度为74.45g/L的水溶液，再加入到步骤b得到的溶液H中，混合均匀，得到溶液J；d、在搅拌的条件下，将步骤a称取的NaF和NH4HF2加入到溶液J中，调节溶液的pH值至3.0，得到混合液；e、将步骤d得到混合液转移到高压釜中，在温度160℃的条将下反应5天，降至常温后，过滤，将固相物先用去离子水洗涤3次，再用无水乙醇洗涤1次，在温度为100℃的烘箱中干燥5h后，得到NaYF4:Yb，Er。
本实施方式步骤一中的NaYF4:Yb，Er的X射线衍射谱图如图1所示，其中a为本实施方式步骤一中的NaYF4:Yb，Er的X射线衍射谱图，b为PDF卡片号No.028-1192的标准谱，比较可以看出，本实施方式步骤一中的NaYF4:Yb，Er与标准谱一致。
将本实施方式步骤一中所述的浆料放在温度为80℃的干燥箱中干燥10min，然后放入温度为700℃的马弗炉中焙烧12h，得到NaYF4:Yb，Er修饰的TiO2粉末，与本实施方式的NaYF4:Yb，Er修饰的染料敏化太阳能电池TiO2光阳极上的涂层的制备方法相同。NaYF4:Yb，Er修饰的TiO2粉末和本实施方式步骤一中的TiO2粉末的紫外-可见吸收光谱图如图2所示，其中a为NaYF4:Yb，Er修饰的TiO2粉末的紫外-可见吸收光谱，b为TiO2粉末的紫外-可见吸收光谱，从图2可以看出，NaYF4:Yb，Er修饰的TiO2粉末比TiO2粉末的吸收明显提高，NaYF4:Yb，Er材料可以拓展TiO2对太阳光谱的响应范围。
将本实施方式制备的NaYF4:Yb，Er修饰的染料敏化太阳能电池TiO2光阳极用浓度为2×10-4mol/L的N719染料溶液浸泡24小时，取出后用无水乙醇洗干净，在80℃的条件下烘干，然后与铂电极组装成电池；称取1.3384gLiI、0.2538g I2、10mL乙腈、10mL碳酸丙烯酯和0.3079mL 4-叔丁基吡啶并混合均匀，得到电解质；将电解质注入电池中，然后测试染料敏化太阳能电池的光电转化效率，结果其光电转化效率达到2.26％。
具体实施方式十七：本实施方式的NaYF4:Yb，Er修饰的染料敏化太阳能电池TiO2光阳极的制备方法按以下步骤进行：一、按TiO2粉末与NaYF4:Yb，Er粉末的质量比为1∶0.15～1.65、TiO2粉末与乙基纤维素的质量比为1∶0.25～0.40、TiO2粉末与松油醇的质量比为1∶4.8～4.9的比例称取细度为200目～325目的TiO2粉末、细度为200目～325目的NaYF4:Yb，Er粉末、乙基纤维素和松油醇并混合均匀，在室温下陈化3天～4天，得到浆料；二、用丝网印刷法将步骤一制备的浆料涂覆至FTO玻璃的导电面上，然后放在温度为75℃～85℃的干燥箱中干燥5min～10min；三、重复步骤二的操作2～5次，得到光阳极坯片；四、将步骤三得到的光阳极坯片放入温度为680℃～720℃的马弗炉中焙烧12h～16h，得到NaYF4:Yb，Er修饰的染料敏化太阳能电池TiO2光阳极。
本实施方式用上转换材料NaYF4:Yb，Er修饰TiO2，增加了DSSC在近红外光的吸收，使占全光谱太阳光43％的能量达到利用。本实施方式的NaYF4:Yb，Er修饰的染料敏化太阳能电池TiO2光阳极的光电转化效率为1.9％～2.7％。本发明的NaYF4:Yb，Er修饰的染料敏化太阳能电池TiO2光阳极可用于太阳能电池。
具体实施方式十八：本实施方式与具体实施方式十七不同的是步骤一中TiO2粉末与NaYF4:Yb，Er粉末的质量比为1∶0.20～1.50、TiO2粉末与乙基纤维素的质量比为1∶0.28～0.38、TiO2粉末与松油醇的质量比为1∶4.82～4.88。其他与具体实施方式十七相同。
具体实施方式十九：本实施方式与具体实施方式十七不同的是步骤一中TiO2粉末与NaYF4:Yb，Er粉末的质量比为1∶0.8、TiO2粉末与乙基纤维素的质量比为1∶0.30、TiO2粉末与松油醇的质量比为1∶4.85。其他与具体实施方式十七相同。
具体实施方式二十：本实施方式与具体实施方式十七至十九之一不同的是：步骤一中TiO2粉末的细度为220目～300目。其它与具体实施方式十七至十九之一相同。
具体实施方式二十一：本实施方式与具体实施方式十七至十九之一不同的是：步骤一中TiO2粉末的细度为250目。其它与具体实施方式十七至十九之一相同。
具体实施方式二十二：本实施方式与具体实施方式十七至二十一之一不同的是：步骤一中NaYF4:Yb，Er粉末的细度为220目～300目。其它与具体实施方式十七至二十一之一相同。
具体实施方式二十三：本实施方式与具体实施方式十七至二十一之一不同的是：步骤一中NaYF4:Yb，Er粉末的细度为250目。其它与具体实施方式十七至二十一之一相同。
具体实施方式二十四：本实施方式与具体实施方式十七至二十三之一不同的是：步骤一中室温陈化的时间为3.5天。其它与具体实施方式十七至二十三之一相同。
具体实施方式二十五：本实施方式与具体实施方式十七至二十四之一不同的是：步骤二中干燥温度为78℃～82℃、干燥时间为6min～9min。其它与具体实施方式十七至二十四之一相同。
具体实施方式二十六：本实施方式与具体实施方式十七至二十四之一不同的是：步骤二中干燥温度为80℃、干燥时间为8min。其它与具体实施方式十七至二十四之一相同。
具体实施方式二十七：本实施方式与具体实施方式十七至二十六之一不同的是：步骤三中的重复次数为3次。其它与具体实施方式十七至二十六之一相同。
具体实施方式二十八：本实施方式与具体实施方式十七至二十七之一不同的是：步骤三中焙烧温度为690℃～710℃、焙烧时间为13h～15h。其它与具体实施方式十七至二十七之一相同。
具体实施方式二十九：本实施方式与具体实施方式十七至二十七之一不同的是：步骤三中焙烧温度为700℃、焙烧时间为14h。其它与具体实施方式十七至二十七之一相同。
具体实施方式三十：本实施方式与具体实施方式十七至二十九之一不同的是：步骤一中的NaYF4:Yb，Er的制备方法按以下步骤进行：a、按NaF与NH4HF2的摩尔比为1∶0.5～1、NaF与Y2O3的摩尔比为1∶0.5～1、NaF与Yb2O3的摩尔比为1∶0.09～0.20、NaF与Er2O3的摩尔比为1∶0.02～0.04、Y2O3与质量百分比浓度为30％的硝酸的比为1g∶1.0mL～1.2mL、Y2O3与EDTA的质量比为1∶0.45～0.50称取NaF、NH4HF2、Y2O3、Yb2O3、Er2O3、质量百分比浓度为30％的硝酸和EDTA；b、将步骤a称取的Y2O3、Yb2O3和Er2O3加入到步骤a称取的硝酸中，溶解后，再水稀释，使Y2O3的质量浓度为36.00g/L～36.25g/L，得到溶液H；c、将步骤a称取的EDTA配制成质量浓度为74g/L～75g/L的水溶液，再加入到步骤b得到的溶液H中，混合均匀，得到溶液J；d、在搅拌的条件下，将步骤a称取的NaF和NH4HF2加入到溶液J中，调节溶液的pH值至2.8～3.2，得到混合液；e、将步骤d得到混合液转移到高压釜中，在温度150℃～170℃的条将下反应4天～6天，降至常温后，过滤，将固相物先用去离子水洗涤，再用无水乙醇洗涤，干燥后，得到NaYF4:Yb，Er。。其它与具体实施方式十七至二十九之一相同。
具体实施方式三十一：本实施方式与具体实施方式十七至二十九之一不同的是：步骤一中的NaYF4:Yb，Er的制备方法按以下步骤进行：a、按NaF与NH4HF2的摩尔比为1∶0.8、NaF与Y2O3的摩尔比为1∶0.8、NaF与Yb2O3的摩尔比为1∶0.10、NaF与Er2O3的摩尔比为1∶0.03、Y2O3与质量百分比浓度为30％的硝酸的比为1g∶1.1mL、Y2O3与EDTA的质量比为1∶0.48称取NaF、NH4HF2、Y2O3、Yb2O3、Er2O3、质量百分比浓度为30％的硝酸和EDTA；b、将步骤a称取的Y2O3、Yb2O3和Er2O3加入到步骤a称取的硝酸中，溶解后，再水稀释，使Y2O3的质量浓度为36.10g/L，得到溶液H；c、将步骤a称取的EDTA配制成质量浓度为74.5g/L的水溶液，再加入到步骤b得到的溶液H中，混合均匀，得到溶液J；d、在搅拌的条件下，将步骤a称取的NaF和NH4HF2加入到溶液J中，调节溶液的pH值至2.9，得到混合液；e、将步骤d得到混合液转移到高压釜中，在温度160℃的条将下反应4.5天，降至常温后，过滤，将固相物先用去离子水洗涤，再用无水乙醇洗涤，干燥后，得到NaYF4:Yb，Er。其它与具体实施方式十七至二十九之一相同。
具体实施方式三十二：本实施方式的NaYF4:Yb，Er修饰的染料敏化太阳能电池TiO2光阳极的制备方法按以下步骤进行：一、称取0.1393g细度为200目的TiO2粉末、0.027g细度为200目的NaYF4:Yb，Er粉末、0.045g乙基纤维素和0.793g松油醇并混合均匀，在室温下陈化3天，得到浆料；二、用丝网印刷法将步骤一制备的浆料涂覆至FTO玻璃的导电面上，然后放在温度为80℃的干燥箱中干燥10min；三、重复步骤二的操作3次，得到光阳极坯片；三、将步骤三得到的光阳极坯片放入温度为700℃的马弗炉中焙烧12h，得到NaYF4:Yb，Er修饰的染料敏化太阳能电池TiO2光阳极。
其中FTO玻璃是掺杂氟的SnO2导电玻璃。
步骤一中NaYF4:Yb，Er的制备方法按以下步骤进行：a、称取0.063g NaF、0.1716gNH4HF2、0.542g Y2O3、0.2128g Yb2O3、0.0229g Er2O3、质量百分比浓度为30％的硝酸和1.1168g EDTA；b、将步骤a称取的Y2O3、Yb2O3和Er2O3加入到步骤a称取的硝酸中，溶解后，再水稀释，使Y2O3的质量浓度为36.13g/L，得到溶液H；c、将步骤a称取的EDTA配制成质量浓度为74.45g/L的水溶液，再加入到步骤b得到的溶液H中，混合均匀，得到溶液J；d、在搅拌的条件下，将步骤a称取的NaF和NH4HF2加入到溶液J中，调节溶液的pH值至3.0，得到混合液；e、将步骤d得到混合液转移到高压釜中，在温度170℃的条将下反应4天，降至常温后，过滤，将固相物先用去离子水洗涤3次，再用无水乙醇洗涤1次，在温度为100℃的烘箱中干燥5h后，得到NaYF4:Yb，Er。
将本实施方式制备的NaYF4:Yb，Er修饰的染料敏化太阳能电池TiO2光阳极用浓度为3×10-4mol/L的N719染料溶液浸泡24小时，取出后用无水乙醇洗干净，在80℃的条件下烘干，然后与铂电极组装成电池；称取1.3384gLiI、0.2538g I2、10mL乙腈、10mL碳酸丙烯酯和0.3079mL 4-叔丁基吡啶并混合均匀，得到电解质；将电解质注入电池中，然后测试染料敏化太阳能电池的光电转化效率，结果其光电转化效率达到2.45％。

Claims (10)

1.NaYF4:Yb，Er修饰的染料敏化太阳能电池TiO2光阳极的制备方法，其特征在于NaYF4:Yb，Er修饰的染料敏化太阳能电池TiO2光阳极的制备方法按以下步骤进行：一、按TiO2粉末与NaYF4:Yb，Er粉末的质量比为1∶(0.15～1.65)、TiO2粉末与乙基纤维素的质量比为1∶(0.25～0.40)、TiO2粉末与松油醇的质量比为1∶(4.8～4.9)的比例称取细度为200目～325目的TiO2粉末、细度为200目～325目的NaYF4:Yb，Er粉末、乙基纤维素和松油醇并混合均匀，在室温下陈化3天～4天，得到浆料；二、用流延法将步骤一制备的浆料涂覆至FTO玻璃的导电面上，然后放在温度为75℃～85℃的干燥箱中干燥5min～10min，得到光阳极坯片；三、将步骤二得到的光阳极坯片放入温度为680℃～720℃的马弗炉中焙烧12h～16h，得到NaYF4:Yb，Er修饰的染料敏化太阳能电池TiO2光阳极。
2.根据权利要求1所述的NaYF4:Yb，Er修饰的染料敏化太阳能电池TiO2光阳极的制备方法，其特征在于步骤一中TiO2粉末与NaYF4:Yb，Er粉末的质量比为1∶(0.20～1.50)、TiO2粉末与乙基纤维素的质量比为1∶(0.28～0.38)、TiO2粉末与松油醇的质量比为1∶(4.82～4.88)。
3.根据权利要求1或2所述的NaYF4:Yb，Er修饰的染料敏化太阳能电池TiO2光阳极的制备方法，其特征在于步骤一中TiO2粉末的细度为220目～300目。
4.根据权利要求1或2所述的NaYF4:Yb，Er修饰的染料敏化太阳能电池TiO2光阳极的制备方法，其特征在于步骤一中NaYF4:Yb，Er粉末的细度为220目～300目。
5.根据权利要求1或2所述的NaYF4:Yb，Er修饰的染料敏化太阳能电池TiO2光阳极的制备方法，其特征在于步骤二中干燥温度为78℃～82℃、干燥时间为6min～9min。
6.根据权利要求1或2所述的NaYF4:Yb，Er修饰的染料敏化太阳能电池TiO2光阳极的制备方法，其特征在于步骤三中焙烧温度为690℃～710℃、焙烧时间为13h～15h。
7.根据权利要求1或2所述的NaYF4:Yb，Er修饰的染料敏化太阳能电池TiO2光阳极的制备方法，其特征在于步骤一中的NaYF4:Yb，Er的制备方法按以下步骤进行：a、按NaF与NH4HF2的摩尔比为1∶(0.5～1)、NaF与Y2O3的摩尔比为1∶(0.5～1)、NaF与Yb2O3的摩尔比为1∶(0.09～0.20)、NaF与Er2O3的摩尔比为1∶(0.02～0.04)、Y2O3与质量百分比浓度为30％的硝酸的比为1g∶(1.0mL～1.2mL)、Y2O3与EDTA的质量比为1∶(0.45～0.50)称取NaF、NH4HF2、Y2O3、Yb2O3、Er2O3、质量百分比浓度为30％的硝酸和EDTA；b、将步骤a称取的Y2O3、Yb2O3和Er2O3加入到步骤a称取的硝酸中，溶解后，再水稀释，使Y2O3的质量浓度为36.00g/L～36.25g/L，得到溶液H；c、将步骤a称取的EDTA配制成质量浓度为74g/L～75g/L的水溶液，再加入到步骤b得到的溶液H中，混合均匀，得到溶液J；d、在搅拌的条件下，将步骤a称取的NaF和NH4HF2加入到溶液J中，调节溶液的pH值至2.8～3.2，得到混合液；e、将步骤d得到混合液转移到高压釜中，在温度150℃～170℃的条将下反应4天～6天，降至常温后，过滤，将固相物先用去离子水洗涤，再用无水乙醇洗涤，干燥后，得到NaYF4:Yb，Er。
8.NaYF4:Yb，Er修饰的染料敏化太阳能电池TiO2光阳极的制备方法，其特征在于NaYF4:Yb，Er修饰的染料敏化太阳能电池TiO2光阳极的制备方法按以下步骤进行：一、按TiO2粉末与NaYF4:Yb，Er粉末的质量比为1∶(0.15～1.65)、TiO2粉末与乙基纤维素的质量比为1∶(0.25～0.40)、TiO2粉末与松油醇的质量比为1∶(4.8～4.9)的比例称取细度为200目～325目的TiO2粉末、细度为200目～325目的NaYF4:Yb，Er粉末、乙基纤维素和松油醇并混合均匀，在室温下陈化3天～4天，得到浆料；二、用丝网印刷法将步骤一制备的浆料涂覆至FTO玻璃的导电面上，然后放在温度为75℃～85℃的干燥箱中干燥5min～10min；三、重复步骤二的操作2～5次，得到光阳极坯片；四、将步骤三得到的光阳极坯片放入温度为680℃～720℃的马弗炉中焙烧12h～16h，得到NaYF4:Yb，Er修饰的染料敏化太阳能电池TiO2光阳极。
9.根据权利要求8所述的NaYF4:Yb，Er修饰的染料敏化太阳能电池TiO2光阳极的制备方法，其特征在于步骤一中TiO2粉末与NaYF4:Yb，Er粉末的质量比为1∶(0.20～1.50)、TiO2粉末与乙基纤维素的质量比为1∶(0.28～0.38)、TiO2粉末与松油醇的质量比为1∶(4.82～4.88)。
10.根据权利要求8或9所述的NaYF4:Yb，Er修饰的染料敏化太阳能电池TiO2光阳极的制备方法，其特征在于步骤三中的重复次数为3次。
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