CN103646786A - Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法 - Google Patents

Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法 Download PDF

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Abstract

Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法，本发明涉及染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法。本发明要解决现有染料敏化太阳能电池对太阳光的利用率低及电池的光电转换效率低的问题。本发明方法：一、制备溶液A和溶液B；二、制备初产物；三、水热反应；四、制备Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx上转换发光粉体；五、制备上转换粉体浆料；六、制备Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx染料敏化太阳能电池光阳极。本发明能够将吸收光谱范围从可见光区拓展到红外光区，充分利用了太阳光，将电池的光电转换效率从5.40%提高到7.08%。本发明用于染料敏化太阳能电池光阳极的制备。

Description

Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法
技术领域
本发明涉及染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法。
背景技术
染料敏化太阳能电池制备成本低廉、制备工艺简单，目前光电转换效率已经超过12%，引起了国内外学者的广泛关注。染料敏化太阳能电池的光阳极材料TiO2是一种无毒、化学性质稳定的半导体材料，但是由于较宽的禁带宽度，TiO2只能吸收波长范围被限制在小于387nm的紫外光区，使得用其制备出的太阳能电池光电转换效率低。将光敏材料经化学键合或物理吸附在TiO2薄膜上来敏化宽带隙的TiO2是目前有效增大TiO2对全光谱范围的响应的方法之一，N3和N719染料是被广泛使用的敏化剂，它们对太阳光的吸收范围主要在300-800nm之间，无法吸收利用占太阳光谱能量43%的红外光，这一问题阻碍了染料敏化太阳能电池的光电转换效率的进一步提高。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有染料敏化太阳能电池对太阳光的利用率低及电池的光电转换效率低的问题，提供Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法。
本发明Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法，通过以下步骤实现的：
一、将质量百分含量为98%的异丙醇钛按体积比1:1～3的比例加入无水乙醇中，得到溶液A，配制含有Er3+和Yb3+的水溶液B；
二、将步骤一得到的溶液A加入到溶液B中，得混合溶液，使混合溶液中Er3+与Ti的摩尔比为1:150～160，Yb3+与Ti的摩尔比为1:5～10，边加入溶液A边搅拌，然后调节混合溶液的pH值为4～7，于室温下搅拌20～40min后，再向混合溶液中加入氟离子，使氟离子与Ti的摩尔比为0.01～0.1:1，得到初产物；
三、将步骤二中得到的初产物转移到高压釜中，于水热温度为100℃～300℃下反应12～72小时，得到产物；
四、将步骤三得到的产物冷却至室温，于8000～15000rpm离心1min～3min，得到沉淀物，然后用去离子水清洗沉淀1～4次，再用无水乙醇清洗沉淀1～2次，将洗涤后的沉淀物置于真空干燥箱中，于80℃～120℃下干燥1～3小时，再置于马弗炉中，于400℃～700℃下煅烧0.5～4小时，冷却至室温，即得到Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx上转换发光粉体；
五、将步骤四得到的Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx上转换发光粉体、乙基纤维素、松油醇和无水乙醇按照质量比1:(0.1～0.3):(3～5):(2～4)的比例混合，搅拌均匀得到上转换粉体浆料；
六、利用丝网进行印刷，先用P25浆料涂刷，得到3～5μm厚的P25浆料薄膜，再用步骤五得到的上转换粉体浆料在P25浆料薄膜基础上涂刷，得到6～10μm厚的薄膜，然后将得到的光阳极置于马弗炉中，以0.5℃～3℃/min的升温速度升温到400℃～600℃，保温10～30min，即得Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx染料敏化太阳能电池光阳极，其中步骤四至步骤六中所述的TiO2-xFx中的x均为0<x<2。
本发明中所使用的P25通过购买得到（P25的商品名为气相法纳米级二氧化钛，批号为CAS NO:13463-67-7）。
本发明中P25浆料的制备方法与上述步骤五中的上转换粉体浆料的制备方法是一致的，只是将Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx上转换发光粉体替换为P25。
本发明的有益效果：
1、本发明将稀土离子上转换的性质与氟离子掺杂的优势融为一体，将这种具有很好的上转换发光性和独特形貌的Er3+-Yb3+共掺的TiO2-xFx作为光散射层制备出了光电转化效率明显提高的染料敏化太阳能电池；
2、本发明利用稀土离子的上转换发光性质，把低能量的光，如红外光转换为能被染料吸收利用的可见光，对于提高电池的光电转换效率具有重要意义，同时将光散射层引入染料敏化太阳能电池中，借助散射层能在光阳极中多次利用入射光线，提高光电子产率，还可以进一步提高电池的转换效率；
3、本发明提供了一种合成Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx的方法，并用它制备了双层结构的染料敏化太阳能电池光阳极，本发明能够将染料敏化太阳能电池的吸收光谱范围从可见光区拓展到红外光区，充分利用了太阳光，从而将电池的光电转换效率从5.40%提高到7.08%。
附图说明
图1是实施例一中制备的未掺杂氟离子的Er3+和Yb3+共掺杂TiO2上转换粉体70K倍的扫描电镜图；
图2是实施例一制备的Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx上转换发光粉体40K倍的扫描电镜图；
图3是实施例一制备的Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx上转换发光粉体与TiO2粉体的紫外可见近红外吸收光谱图，其中1为TiO2粉体的紫外可见近红外吸收光谱，2为Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx上转换发光粉体的紫外可见近红外吸收光谱；
图4是实施例一中制备的未掺杂氟离子的Er3+和Yb3+共掺杂TiO2上转换粉体的荧光光谱图；
图5是实施例一制备的Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx上转换发光粉体的荧光光谱图；
图6是实施例一制备的Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx染料敏化太阳能电池的表面光电压曲线，其中1为Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx染料敏化太阳能电池的表面光电压曲线，2为空白对比光阳极组装电池的表面光电压曲线；
图7是实施例一制备的Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx染料敏化太阳能电池的J-V曲线，其中1为Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx染料敏化太阳能电池的J-V曲线，2为空白对比光阳极组装电池的J-V曲线；
图8是实施例一制备的Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx染料敏化太阳能电池的入射单色光子-电子转化效率曲线，其中1为Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx染料敏化太阳能电池的入射单色光子-电子转化效率曲线，2为空白对比光阳极组装电池的入射单色光子-电子转化效率曲线。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法，按以下步骤进行：
一、将质量百分含量为98%的异丙醇钛按体积比1:1～3的比例加入无水乙醇中，得到溶液A，配制含有Er3+和Yb3+的水溶液B；
二、将步骤一得到的溶液A加入到溶液B中，得混合溶液，使混合溶液中Er3+与Ti的摩尔比为1:150～160，Yb3+与Ti的摩尔比为1:5～10，边加入溶液A边搅拌，然后调节混合溶液的pH值为4～7，于室温下搅拌20～40min后，再向混合溶液中加入氟离子，使氟离子与Ti的摩尔比为0.01～0.1:1，得到初产物；
三、将步骤二中得到的初产物转移到高压釜中，于水热温度为100℃～300℃下反应12～72小时，得到产物；
四、将步骤三得到的产物冷却至室温，于8000～15000rpm离心1min～3min，得到沉淀物，然后用去离子水清洗沉淀1～4次，再用无水乙醇清洗沉淀1～2次，将洗涤后的沉淀物置于真空干燥箱中，于80℃～120℃下干燥1～3小时，再置于马弗炉中，于400℃～700℃下煅烧0.5～4小时，冷却至室温，即得到Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx上转换发光粉体；
五、将步骤四得到的Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx上转换发光粉体、乙基纤维素、松油醇和无水乙醇按照质量比1:(0.1～0.3):(3～5):(2～4)的比例混合，搅拌均匀得到上转换粉体浆料；
六、利用丝网进行印刷，先用P25浆料涂刷，得到3～5μm厚的P25浆料薄膜，再用步骤五得到的上转换粉体浆料在P25浆料薄膜基础上涂刷，得到6～10μm厚的薄膜，然后将得到的光阳极置于马弗炉中，以0.5℃～3℃/min的升温速度升温到400℃～600℃，保温10～30min，即得Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx染料敏化太阳能电池光阳极，其中步骤四至步骤六中所述的TiO2-xFx中的x均为0<x<2。
本实施方式的有益效果：
1、本实施方式将稀土离子上转换的性质与氟离子掺杂的优势融为一体，将这种具有很好的上转换发光性和独特形貌的Er3+-Yb3+共掺的TiO2-xFx作为光散射层制备出了光电转化效率明显提高的染料敏化太阳能电池；
2、本实施方式利用稀土离子的上转换发光性质，把低能量的光，如红外光转换为能被染料吸收利用的可见光，对于提高电池的光电转换效率具有重要意义，同时将光散射层引入染料敏化太阳能电池中，借助散射层能在光阳极中多次利用入射光线，提高光电子产率，还可以进一步提高电池的转换效率；
3、本实施方式提供了一种合成Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx的方法，并用它制备了双层结构的染料敏化太阳能电池光阳极，本实施方式能够将染料敏化太阳能电池的吸收光谱范围从可见光区拓展到红外光区，充分利用了太阳光，从而将电池的光电转换效率从5.40%提高到7.08%。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中所述的将质量百分含量为98%的异丙醇钛按体积比1:2.3的比例加入无水乙醇中。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或二不同的是：步骤二中所述的将步骤一得到的溶液A加入到溶液B中，得混合溶液，使混合溶液中Er3+与Ti的摩尔比为1:158.6，Yb3+与Ti的摩尔比为1:6.8。其它与具体实施方式一或二相同。
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：步骤二中所述的用氨水调节混合溶液的pH值为5～6。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四之一不同的是：步骤二中所述的于室温下搅拌30min后，再向混合溶液中加入HF，使氟离子与Ti的摩尔比为0.08:1。其它与具体实施方式一至四之一相同。
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：步骤三中所述的于水热温度为200℃下反应24小时。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六之一不同的是：步骤四中所述的于12000rpm离心1min，得到沉淀物，然后用去离子水清洗沉淀2次，再用无水乙醇清洗沉淀1次，将洗涤后的沉淀物置于真空干燥箱中，于100℃下干燥2小时，再置于马弗炉中，于500℃下煅烧2小时。其它与具体实施方式一至六之一相同。
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：步骤五中所述的将步骤四得到的Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx上转换发光粉体、乙基纤维素、松油醇和无水乙醇按照质量比1:0.27:4.68:3的比例混合。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：步骤六中所述的先用P25浆料涂刷，得到4μm厚的P25浆料薄膜，再用步骤五得到的上转换粉体浆料在P25浆料薄膜基础上涂刷，得到8μm厚的薄膜。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：步骤六中所述的以1℃/min的升温速度升温到500℃，保温15min。其它与具体实施方式一至九之一相同。
通过以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例一：
本实施例Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法，按以下步骤进行：（通过水热法合成了Er3+和Yb3+共掺杂的TiO2-xFx上转换发光粉体）
一、将质量百分含量为98%的4.2毫升的异丙醇钛溶解在9.6毫升无水乙醇中形成溶液A，将配制好的含有Er3+和Yb3+盐溶液加入12毫升去离子水中形成溶液B，其中溶液B中Er3+与溶液A中Ti的摩尔比为1：158.6，溶液B中Yb3+与溶液A中Ti的摩尔比为1：6.8；
二、将步骤一得到的溶液A逐滴加入到溶液B中持续搅拌，得混合溶液，并用氨水调节混合溶液的pH值为5，在室温下持续搅拌30分钟后，缓慢滴入HF，使氟离子与Ti的摩尔比为0.08：1，得到初产物；
三、将步骤二得到的初产物转移到高压釜中进行水热反应，水热温度为200℃，水热时间为24小时，得到产物；
四、将步骤三得到的产物自然冷却至室温后，于12000rpm离心1分钟，分离得到白色的沉淀物，用去离子水清洗沉淀2次，再用无水乙醇清洗沉淀1次，然后将清洗后的沉淀物置于100℃真空干燥箱中干燥2小时，最后置于马弗炉中，于500℃煅烧2小时，冷却至室温，即得到Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx上转换发光粉体；
五、将步骤四得到的上转换粉体0.168g、乙基纤维素0.045g、松油醇0.787g和无水乙醇0.4g混合，搅拌均匀得到上转换粉体浆料；
六、利用丝网进行印刷制备双层结构的电池光阳极，制备的光阳极薄膜厚度为12微米（4微米厚的P25薄膜和8微米厚的上转换粉体薄膜），将制备的光阳极置于马弗炉中以1℃/min的升温速度升温至500℃，保温15min，即得Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx染料敏化太阳能电池光阳极，其中步骤四至步骤六中所述的TiO2-xFx中的x均为0<x<2。
按照本实施例步骤一至步骤四所述的方法（只是步骤四中不加入HF），制备未掺杂氟离子的Er3+和Yb3+共掺杂TiO2上转换粉体作为对照组。
本实施例中所使用的P25通过购买得到（P25的商品名为气相法纳米级二氧化钛，批号为CAS NO:13463-67-7）。
本实施例中P25浆料的制备方法与上述步骤五中的上转换粉体浆料的制备方法是一致的，只是将Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx上转换发光粉体替换为P25，作为空白对比样。
本实施例中制备的未掺杂氟离子的Er3+和Yb3+共掺杂TiO2上转换粉体70K倍的扫描电镜图如图1所示，本实施例制备的Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx上转换发光粉体40K倍的扫描电镜图如图2所示，由图可以看出本实施例制备的Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx上转换粉体具有“V”形和小的纳米颗粒共存的形貌，这是因为氟离子的加入可以明显改变TiO2的形貌，而且通过控制HF的加入量，可以合成出两种形貌共存的TiO2-xFx上转换粉体。这种特殊的形貌使得Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx可以作为光散射层引入染料敏化太阳能电池中，多次利用入射光线，提高光电子产率和电池的转换效率。
本实施例制备的Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx上转换发光粉体与TiO2粉体的紫外可见近红外吸收光谱图如图3所示，其中1为TiO2粉体的紫外可见近红外吸收光谱，2为Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx上转换发光粉体的紫外可见近红外吸收光谱，本实施例制备的Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx上转换粉体与TiO2相比，对光吸收的范围被拓展到了红外光区。
本实施例中制备的未掺杂氟离子的Er3+和Yb3+共掺杂TiO2上转换粉体的荧光光谱图如图4所示，本实施例制备的Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx上转换发光粉体的荧光光谱图如图5所示，结果表明本实施例制备的Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx上转换粉体可以被980nm的近红外光激发，将近红外光转换为红色的可见光，增强了对太阳光的利用，而且F离子可以很大程度地增强上转换粉体的发光。
本实施例制备的Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx染料敏化太阳能电池的表面光电压曲线如图6所示，其中1为Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx染料敏化太阳能电池的表面光电压曲线，2为空白对比光阳极组装电池的表面光电压曲线，结果表明Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx上转换粉体制备的双层结构光阳极的染料敏化太阳能电池的表面光电压信号与P25粉体制备的空白对比光阳极制备的电池相比，有很明显的增大，说明引入Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx上转换粉体后，将红外光转换为可见光，被染料敏化太阳能电池吸收利用从而增强了在可见光区的光电响应。
本实施例制备的Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx染料敏化太阳能电池的J-V曲线如图7所示，其中1为Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx染料敏化太阳能电池的J-V曲线，2为空白对比光阳极组装电池的J-V曲线，结果表明制备的Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx上转换染料敏化太阳能电池，与基于P25粉体制备的空白对比染料敏化太阳能电池相比，短路电流从12.36mA·cm-2提高到了16.30mA·cm-2，开路电压从0.689V提高到了0.725V。
本实施例制备的Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx染料敏化太阳能电池的入射单色光子-电子转化效率曲线如图8所示，其中1为Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx染料敏化太阳能电池的入射单色光子-电子转化效率曲线，2为空白对比光阳极组装电池的入射单色光子-电子转化效率曲线，结果表明本实施例制备的Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx上转换染料敏化太阳能电池，与基于P25粉体制备的空白对比染料敏化太阳能电池相比，电池的入射单色光子-电子的转换效率从31%提高到了50%。

Claims (10)

1.Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法，其特征在于它包括以下步骤：
一、将质量百分含量为98%的异丙醇钛按体积比1:1～3的比例加入无水乙醇中，得到溶液A，配制含有Er3+和Yb3+的水溶液B；
二、将步骤一得到的溶液A加入到溶液B中，得混合溶液，使混合溶液中Er3+与Ti的摩尔比为1:150～160，Yb3+与Ti的摩尔比为1:5～10，边加入溶液A边搅拌，然后调节混合溶液的pH值为4～7，于室温下搅拌20～40min后，再向混合溶液中加入氟离子，使氟离子与Ti的摩尔比为0.01～0.1:1，得到初产物；
三、将步骤二中得到的初产物转移到高压釜中，于水热温度为100℃～300℃下反应12～72小时，得到产物；
四、将步骤三得到的产物冷却至室温，于8000～15000rpm离心1min～3min，得到沉淀物，然后用去离子水清洗沉淀1～4次，再用无水乙醇清洗沉淀1～2次，将洗涤后的沉淀物置于真空干燥箱中，于80℃～120℃下干燥1～3小时，再置于马弗炉中，于400℃～700℃下煅烧0.5～4小时，冷却至室温，即得到Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx上转换发光粉体；
五、将步骤四得到的Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx上转换发光粉体、乙基纤维素、松油醇和无水乙醇按照质量比1:(0.1～0.3):(3～5):(2～4)的比例混合，搅拌均匀得到上转换粉体浆料；
六、利用丝网进行印刷，先用P25浆料涂刷，得到3～5μm厚的P25浆料薄膜，再用步骤五得到的上转换粉体浆料在P25浆料薄膜基础上涂刷，得到6～10μm厚的薄膜，然后将得到的光阳极置于马弗炉中，以0.5℃～3℃/min的升温速度升温到400℃～600℃，保温10～30min，即得Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx染料敏化太阳能电池光阳极，其中步骤四至步骤六中所述的TiO2-xFx中的x均为0<x<2。
2.根据权利要求1所述的Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法，其特征在于步骤一中所述的将质量百分含量为98%的异丙醇钛按体积比1:2.3的比例加入无水乙醇中。
3.根据权利要求1所述的Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法，其特征在于步骤二中所述的将步骤一得到的溶液A加入到溶液B中，得混合溶液，使混合溶液中Er3+与Ti的摩尔比为1:158.6，Yb3+与Ti的摩尔比为1:6.8。
4.根据权利要求1所述的Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法，其特征在于步骤二中所述的用氨水调节混合溶液的pH值为5～6。
5.根据权利要求1所述的Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法，其特征在于步骤二中所述的于室温下搅拌30min后，再向混合溶液中加入HF，使氟离子与Ti的摩尔比为0.08:1。
6.根据权利要求1所述的Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法，其特征在于步骤三中所述的于水热温度为200℃下反应24小时。
7.根据权利要求1所述的Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法，其特征在于步骤四中所述的于12000rpm离心1min，得到沉淀物，然后用去离子水清洗沉淀2次，再用无水乙醇清洗沉淀1次，将洗涤后的沉淀物置于真空干燥箱中，于100℃下干燥2小时，再置于马弗炉中，于500℃下煅烧2小时。
8.根据权利要求1所述的Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法，其特征在于步骤五中所述的将步骤四得到的Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx上转换发光粉体、乙基纤维素、松油醇和无水乙醇按照质量比1:0.27:4.68:3的比例混合。
9.根据权利要求1所述的Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法，其特征在于步骤六中所述的先用P25浆料涂刷，得到4μm厚的P25浆料薄膜，再用步骤五得到的上转换粉体浆料在P25浆料薄膜基础上涂刷，得到8μm厚的薄膜。
10.根据权利要求1所述的Er3+和Yb3+共掺杂TiO2-xFx染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法，其特征在于步骤六中所述的以1℃/min的升温速度升温到500℃，保温15min。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104538192A (zh) * 2014-12-19 2015-04-22 常州大学 一种多孔结构有机/无机杂化钙钛矿电池及其制备方法
CN105244172A (zh) * 2015-10-29 2016-01-13 哈尔滨工业大学 一种染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法及其应用
CN110349753A (zh) * 2019-05-23 2019-10-18 广东工业大学 一种稀土掺杂上转换二氧化钛纳米结构复合光阳极及其制备方法和应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102074373A (zh) * 2011-01-22 2011-05-25 上海联孚新能源科技有限公司 一种染料敏化太阳能电池光阳极及其制备方法
CN102360956A (zh) * 2011-07-07 2012-02-22 哈尔滨工业大学 NaYF4:Yb,Er修饰的染料敏化太阳能电池TiO2光阳极的制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102074373A (zh) * 2011-01-22 2011-05-25 上海联孚新能源科技有限公司 一种染料敏化太阳能电池光阳极及其制备方法
CN102360956A (zh) * 2011-07-07 2012-02-22 哈尔滨工业大学 NaYF4:Yb,Er修饰的染料敏化太阳能电池TiO2光阳极的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JIA YU ET AL: "Er3+ and Yb3+ co-doped TiO2-xFx up-conversion luminescence", 《JOURNAL OF POWER SOURCES》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104538192A (zh) * 2014-12-19 2015-04-22 常州大学 一种多孔结构有机/无机杂化钙钛矿电池及其制备方法
CN104538192B (zh) * 2014-12-19 2017-12-12 常州大学 一种多孔结构有机/无机杂化钙钛矿电池及其制备方法
CN105244172A (zh) * 2015-10-29 2016-01-13 哈尔滨工业大学 一种染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法及其应用
CN105244172B (zh) * 2015-10-29 2017-11-03 哈尔滨工业大学 一种染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法及其应用
CN110349753A (zh) * 2019-05-23 2019-10-18 广东工业大学 一种稀土掺杂上转换二氧化钛纳米结构复合光阳极及其制备方法和应用
CN110349753B (zh) * 2019-05-23 2021-11-19 广东工业大学 一种稀土掺杂上转换二氧化钛纳米结构复合光阳极及其制备方法和应用

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