CN104974758A - NaYF4:Er3+@NaYF4@TiO2纳米晶染料敏化太阳能电池光阳极材料的制法 - Google Patents

Abstract

NaYF₄:Er³⁺NaYF₄TiO₂纳米晶染料敏化太阳能电池光阳极材料的制法，本发明涉及染料敏化太阳能电池光阳极材料的制备方法。它是要解决现有技术制备的染料敏化太阳能电池的光电转换效率低的技术问题，本法：先用氯化钇、氯化铒、氢氧化钠和氟化铵制备具有光谱转换特性的纳米晶，再将纳米晶加入到氯化钇、氢氧化钠和氟化铵的反应液中，制备出核壳结构纳米晶NaYF₄:Er³⁺NaYF₄；再将核壳结构纳米晶加入油胺与油酸的混合液中，再加入乙醇、水和钛酸四丁酯，在高压反应釜中反应，洗净干燥后得NaYF₄:Er³⁺NaYF₄TiO₂纳米晶，该纳米晶可掺入光阳极材料中用于制备染料敏化太阳能电池。

Description

NaYF4:Er3+NaYF4TiO2纳米晶染料敏化太阳能电池光阳极材料的制法

技术领域

本发明涉及染料敏化太阳能电池光阳极材料的制备方法。

背景技术

目前人类有效利用的太阳光仅为到达地球表面太阳能的万分之一，人们期望太阳能将来能够满足大部分能量消耗需求。染料敏化太阳能电池作为可再生无污染能源，能很好地解决能源和环境两大难题，具有很广阔的发展前景。虽然太阳能电池领域在近几十年已经取得巨大发展，但太阳能电池的低效率和高成本使千瓦时的费用与常规能源相比偏高，严重限制其普及化和实用化。目前，国内外科学家通过多种技术手段提高太阳能电池的转换效率，比如利用染料进行敏化，但因受到太阳能电池材料本身性质的影响，电池的光电转换效率也就是提高到10％左右，收效甚微，其中一个重要原因是染料敏化太阳能电池光阳极仅能吸收紫外光区和可见光区的太阳光，主要在290nm～700nm波段，而无法吸收利用占太阳光谱能量43％的红外区太阳光，即染料敏化太阳能电池光阳极对全波段太阳光能量不能进行全面吸收，对红外波段太阳光利用甚微，致使电池效率的提高受阻滞。

目前提高染料敏化太阳能电池转化效率的方法是在用TiO₂纳米材料制备光阳极时将稀土发光离子或将上转换材料直接掺杂到TiO₂纳米材料中，严重影响光能量在染料与TiO₂纳米晶之间的传输，电池效率的提高不大。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术制备的染料敏化太阳能电池的光电转换效率低的技术问题，而提供NaYF₄:Er³⁺NaYF₄TiO₂纳米晶染料敏化太阳能电池光阳极材料的制法。

本发明的NaYF₄:Er³⁺NaYF₄TiO₂纳米晶染料敏化太阳能电池光阳极材料的制法按以下步骤进行：

步骤一：按油酸和十八烯的体积比为1：2～5，将油酸和十八烯混合均匀得到混合液，再按氯化钇(YCl₃)和氯化铒(ErCl₃)的摩尔比为(90+X)：(10-X)将氯化钇(YCl₃)和氯化铒(ErCl₃)加入到混合液中，在搅拌条件下加热到120～150℃保持30～60min，自然冷却至室温，得到原料液A；其中0≤X≤10；

步骤二：称取氟化铵(NH₄F)和氢氧化钠(NaOH)溶解于甲醇中，得到原料液B；其中NH₄F与NaOH的摩尔比为1：(0.5～2)；

步骤三：在氮气保护下，将步骤二中得到的原料液B加入到步骤一中的原料液A中，搅拌均匀后，升温至300～320℃，反应1～3小时，冷却至室温后，将反应溶液移入离心管中，离心分离出纳米晶，并将得到的纳米晶用无水乙醇离心洗涤3～5次，将洗涤后的样品分散到环己烷中，得到纳米晶分散液体；

步骤四：按油酸和十八烯的体积比为1：2～5，将油酸和十八烯混合均匀得到混合液，再将氯化钇(YCl₃)溶解于混合液中，在搅拌条件下加热到120～150℃保持30～60min，自然冷却至60～80℃，得到原料液C；

步骤五：将步骤三得到的纳米晶分散液体加入到步骤四获得的原料液C中，搅拌均匀后，升温去除环己烷，得到原料液D；

步骤六：称取氟化铵(NH₄F)和氢氧化钠(NaOH)溶解于甲醇中，得到原料液E；其中NH₄F与NaOH的摩尔比为1：(0.5～2)；

步骤七：在氮气保护下，将步骤六得到的原料液E加入到步骤五得到的原料液D中，搅拌均匀后，升温至300～320℃，反应1～3h，冷却至室温，将反应溶液移入离心管中离心分离出核壳结构纳米晶NaYF₄:Er³⁺NaYF₄，并将核壳结构纳米晶NaYF₄:Er³⁺NaYF₄用无水乙醇离心洗涤数次后，得到NaYF₄:Er³⁺NaYF₄核壳结构纳米晶；

步骤八：称取步骤七得到的NaYF₄:Er³⁺NaYF₄、油胺、油酸、乙醇、去离子水、钛酸四丁酯，其中NaYF₄:Er³⁺NaYF₄的质量与油胺体积之比为1g：75～100ml，NaYF₄:Er³⁺NaYF₄的质量与油酸体积之比为1g：15～25ml、NaYF₄:Er³⁺NaYF₄的质量与乙醇体积之比为1g：25～50ml、NaYF₄:Er³⁺NaYF₄的质量与水体积之比为1g：1.5～5ml，NaYF₄:Er³⁺NaYF₄与钛酸四丁酯的质量比为0.075g：(0.2～0.3)g；先将油胺、油酸混合均匀，接着加入NaYF₄:Er³⁺NaYF₄，搅拌均匀后，再加入乙醇和水，搅拌均匀，最后加入钛酸四丁酯，搅拌均匀后，将获得的反应液转移到高压反应釜中，在温度为160～200℃条件下反应8～12h，反应结束后，离心分离出固相物，再将固相物离心洗涤干净，得到NaYF₄:Er³⁺NaYF₄TiO₂纳米晶染料敏化太阳能电池光阳极材料。

本发明开发的新型高效核壳结构上转换纳米晶增强对红外太阳光谱的转换，并在该纳米晶表面包覆TiO₂壳层，既能有效利用上转换材料转换红外太阳光，又能使染料分子充分的吸附在TiO₂层表面，将极大的提高染料敏化太阳能电池的效率。红外光子上转换过程能够将两个红外光子进行叠加，并发射出一个高能量的短波上转换光子，在染料敏化太阳能电池中应用红外上转换材料是突破限制电池效率提高瓶颈的理想方法，具有重要的意义。

本发明上转换纳米晶染料敏化太阳能电池的光阳极材料，增加光阳极对红外太阳光能量的吸收，具有以下优势：(1)成功在上转换纳米晶表面包覆TiO₂壳层，NaYF₄:Er³⁺NaYF₄TiO₂能够有效增加光阳极材料对红外太阳光能量的吸收。(2)通过核壳结构的包覆，减少表面缺陷，以及核壳纳米晶具有非常小的尺寸具有大的比表面积，有效提高染料分子在光阳极表面进行吸附，在提高了Er³⁺的上转换效率的同时，增加了染料分子在TiO₂表面的吸附。

本发明NaYF₄:Er³⁺NaYF₄TiO₂纳米晶染料敏化太阳能电池光阳极材料为白色粉末，六方相NaYF₄:Er³⁺纳米晶体尺寸约为25nm左右，六方相NaYF₄:Er³⁺NaYF₄纳米晶体尺寸约为33nm左右，NaYF₄:Er³⁺NaYF₄TiO₂纳米晶体尺寸大约为50nm左右。利用本发明的材料制备的染料敏化太阳能电池的光电转换效率为7.16％。

附图说明

图1是试验一中步骤三得到的纳米晶NaYF₄:10％Er³⁺的透射电镜照片；

图2是试验一中步骤七得到的NaYF₄:Er³⁺NaYF₄的透射电镜照片；

图3是试验一中步骤八得到的NaYF₄:Er³⁺NaYF₄TiO₂纳米晶的透射电镜照片

图4是试验一中步骤三得到的纳米晶NaYF₄:10％Er³⁺、步骤七得到的NaYF₄:Er³⁺NaYF₄和步骤八得到的NaYF₄:Er³⁺NaYF₄TiO₂纳米晶的XRD谱图；

图5是试验一中对比样品TiO₂:10％Er³⁺和NaYF₄:10％Er³⁺纳米晶的发射光谱图；

图6是试验一中NaYF₄:10％Er³⁺和NaYF₄:10％Er³⁺NaYF₄TiO₂的发射光谱图；

图7是试验一中染料敏化太阳能电池的I-V特性曲线图。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式的NaYF₄:Er³⁺NaYF₄TiO₂纳米晶染料敏化太阳能电池光阳极材料的制法按按以下步骤进行：

步骤一：按油酸和十八烯的体积比为1：2～5，将油酸和十八烯混合均匀得到混合液，再按氯化钇(YCl₃)和氯化铒(ErCl₃)的摩尔比为(90+X)：(10-X)将氯化钇(YCl₃)和氯化铒(ErCl₃)加入到混合液中，在搅拌条件下加热到120～150℃保持30～60min，自然冷却至室温，得到原料液A；其中0≤X≤10；

步骤二：称取氟化铵(NH₄F)和氢氧化钠(NaOH)溶解于甲醇中，得到原料液B；其中NH₄F与NaOH的摩尔比为1：(0.5～2)；

步骤三：在氮气保护下，将步骤二中得到的原料液B加入到步骤一中的原料液A中，搅拌均匀后，升温至300～320℃，反应1～3小时，冷却至室温后，将反应溶液移入离心管中，离心分离出纳米晶，并将得到的纳米晶用无水乙醇离心洗涤3～5次，将洗涤后的样品分散到环己烷中，得到纳米晶分散液体；

步骤四：按油酸和十八烯的体积比为1：2～5，将油酸和十八烯混合均匀得到混合液，再将氯化钇(YCl₃)溶解于混合液中，在搅拌条件下加热到120～150℃保持30～60min，自然冷却至60～80℃，得到原料液C；

步骤五：将步骤三得到的纳米晶分散液加入到步骤四所得的原料液C中，搅拌均匀后，升温去除环己烷，得到原料液D；

步骤六：称取氟化铵(NH₄F)和氢氧化钠(NaOH)溶解于甲醇中，得到原料液E；其中NH₄F与NaOH的摩尔比为1：(0.5～2)；

步骤七：在氮气保护下，将步骤六得到的原料液E加入到步骤五得到的原料液D中，搅拌均匀后，升温至300～320℃，反应1～3h，冷却至室温，将得到的产物移入离心管中离心分离NaYF₄:Er³⁺NaYF₄核壳结构纳米晶，并将NaYF₄:Er³⁺NaYF₄核壳结构纳米晶用无水乙醇离心洗涤2～5次后，得到NaYF₄:Er³⁺NaYF₄核壳结构纳米晶；

步骤八：称取步骤七得到的NaYF₄:Er³⁺NaYF₄、油胺、油酸、乙醇、去离子水、钛酸四丁酯，其中NaYF₄:Er³⁺NaYF₄的质量与油胺体积之比为1g：75～100ml，NaYF₄:Er³⁺NaYF₄的质量与油酸体积之比为1g：15～25ml、NaYF₄:Er³⁺NaYF₄的质量与乙醇体积之比为1g：25～50ml、NaYF₄:Er³⁺NaYF₄的质量与水体积之比为1g：1.5～5ml，NaYF₄:Er³⁺NaYF₄与钛酸四丁酯的质量比为0.075g：(0.2～0.3g)；先将油胺、油酸混合均匀，接着加入NaYF₄:Er³⁺NaYF₄，搅拌均匀后，再加入乙醇和水，搅拌均匀，最后加入钛酸四丁酯，搅拌均匀后，将获得的反应液转移到高压反应釜中，在温度为160～200℃条件下反应8～12h，反应结束后，离心分离出固相物，再将固相物离心洗涤干净，得到NaYF₄:Er³⁺NaYF₄TiO₂纳米晶染料敏化太阳能电池光阳极材料。

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氯化钇与氯化铒的摩尔数之和与混合液的体积的比为1mmol：(1～30)ml。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通过超声波处理，使氟化铵与氢氧化钠(NaOH)快速溶解于甲醇液体中。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NH₄F与NaOH的摩尔数之和与甲醇的体积的比为1mmol：(15～30)ml。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三中搅拌速度为800～1000r/min，搅拌时间为30～60min。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纳米晶的摩尔数与环己烷的摩尔体积比为1mmol：(3～10)mL。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氯化钇的摩尔与混合液的体积之比为1mmol：(15～30)ml。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六中NH₄F与NaOH的摩尔数之和与甲醇的体积的比为1mmol：(1～14)ml。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七中搅拌速度为800r/min，搅拌时间为30～60min。其它与具体实施方式一至八之一相同。

用以下试验验证本发明的有益效果：

试验一：本试验的NaYF₄:Er³⁺NaYF₄TiO₂纳米晶染料敏化太阳能电池光阳极材料的制法按按以下步骤进行：

步骤一：将6ml油酸和15ml十八烯混合均匀得到混合液，再称取0.9mmol氯化钇(YCl₃)和0.1mmol氯化铒(ErCl₃)加入到混合液中，在800r/min的搅拌速度下搅拌，并加热到120℃保持40min，自然冷却至室温，得到原料液A；

步骤二：称取5mmol氟化铵(NH₄F)和2.5mmol氢氧化钠(NaOH)加入8ml甲醇中，超声使其充分溶解，得到原料液B；

步骤三：在氮气保护下，将步骤二中得到的原料液B加入到步骤一中的原料液A中，在800r/min的转速下搅拌40min后，升温至300℃，反应1小时，冷却至室温后，将反应产物加入离心管中，并加入无水乙醇，超声振荡15min，再以10000r/min的转速离心洗涤10min，收集固相物，再加入无水乙醇超声振荡20min，重复离心洗涤、超声处理操作3次，分离出干净的作为晶核的纳米晶NaYF₄:10％Er³⁺，并将0.13g纳米晶分散到2mL环己烷溶液中，得到纳米晶分散液；

步骤四：将6ml油酸和15ml十八烯混合均匀得到混合液，再将1mmol氯化钇(YCl₃)溶解于混合液中，在800r/min的搅拌条件下加热到120℃保持50min，自然冷却至60℃，得到原料液C；

步骤五：将步骤三得到的待用反应物溶液加入到步骤四所得的原料液C中，搅拌均匀后，升温去除环己烷，得到原料液D；

步骤六：称取5mmol氟化铵(NH₄F)和2.5mmol氢氧化钠(NaOH)溶解于8ml甲醇中，得到原料液E；

步骤七：在氮气保护下，将步骤六得到的原料液E加入到步骤五得到的原料液D中，在800r/min的转速下搅拌60min，升温至300℃，反应1h，冷却至室温，将反应产物加入离心管中，并加入无水乙醇，超声振荡15min，并以10000r/min的转速离心洗涤10min，收集固相物，再加入无水乙醇超声振荡15min，重复超声处理、离心洗涤操作3次，固相物即为核壳结构纳米晶NaYF₄:Er³⁺NaYF₄，干燥，得到第一层核壳结构纳米晶NaYF₄:Er³⁺NaYF₄；

步骤八：称取0.075g步骤七得到的NaYF₄:Er³⁺NaYF₄、4ml油胺、15ml油酸、10m乙醇、0.5ml去离子水、0.25g钛酸四丁酯，先将油胺、油酸混合均匀，接着加入NaYF₄:Er³⁺NaYF₄，搅拌30min后，再加入乙醇和水，搅拌30min后，最后加入钛酸四丁酯，继续搅拌30min，将获得的反应液转移到高压反应釜中，在180℃条件下加热10h，反应结束后，离心分离出固相物，再将固相物离心洗涤干净，得到NaYF₄:Er³⁺NaYF₄TiO₂纳米晶染料敏化太阳能电池光阳极材料。

本试验步骤三得到的纳米晶NaYF₄:10％Er³⁺的透射电镜照片如图1所示，步骤七得到的NaYF₄:Er³⁺NaYF₄的透射电镜照片如图2所示，步骤八得到的NaYF₄:Er³⁺NaYF₄TiO₂纳米晶的透射电镜照片如图3所示，从图1可以看出，制备得到的NaYF₄:Er³⁺纳米晶核直径约为25nm，从图2可以看出，核壳结构NaYF₄:10％Er³⁺NaYF₄纳米晶明显尺寸增加到33nm，说明在晶核表面包覆了4nm的NaYF₄壳层。从图3可以看出NaYF₄:Er³⁺NaYF₄TiO₂纳米晶的直径约35～40nm。

本试验步骤三得到的纳米晶NaYF₄:10％Er³⁺、步骤七得到的NaYF₄:Er³⁺NaYF₄和步骤八得到的NaYF₄:Er³⁺NaYF₄TiO₂纳米晶的XRD谱图如图4所示，其中(a)NaYF₄:10％Er³⁺、(b)NaYF₄:10％Er³⁺NaYF₄和(c)NaYF₄:10％Er³⁺NaYF₄TiO₂，从图4可以看出，对比a和b的XRD衍射峰，可以清楚的看出NaYF₄:10％Er³⁺NaYF₄的衍射峰更窄，说明具有一个相对较大的尺寸，这与图1和图2的TEM结果相吻合。c中发现在上转换纳米晶表面包覆TiO₂之后，明显出现了TiO₂衍射峰，结合图3TEM测试结果说明已经在纳米晶表面成功包覆TiO₂壳层。

为了更直观证明本专利所设计的光谱转化材料有利于增强太阳能电池对红外太阳光的响应，我们先制备对比样品TiO₂:10％Er³⁺，按氯化铒的摩尔百分比为10％，在制备TiO₂纳米粒子时，将钛酸四丁酯和氯化铒同时加入反应溶液，在生成TiO₂纳米粒子过程之中Er进入TiO₂纳米粒子晶格之中，得到对比样品TiO₂:10％Er³⁺，将对比样品TiO₂:10％Er³⁺和本试验步骤三得到的NaYF₄:10％Er³⁺进行发射光谱测试，结果如图5所示；a对比样品TiO₂:10％Er³⁺的发射光谱，b为步骤三得到的NaYF₄:10％Er³⁺的发射光谱，由发射光谱测试结果可知，NaYF₄基质中掺杂Er离子要比在TiO₂中掺杂铒离子上转换发射效率高很多，荧光发射强度提高了近5倍。这是因为NaYF₄基质材料具有非常低的声子能量(<360cm^-1)，即发生更少的非辐射弛豫，在很大程度上增强上转换发射的强度和效率。

图6为本试验步骤七得到的NaYF₄:10％Er³⁺和步骤八得到的NaYF₄:10％Er³⁺NaYF₄TiO₂的发射光谱测试结果；由图6可以看出，在包覆壳层NaYF₄和TiO₂后，荧光发射强度增加了4倍，说明本试验制备的NaYF₄:10％Er³⁺NaYF₄TiO₂能更好地利用太阳光，具有非常好的特性。

图7分别为采用TiO₂和NaYF₄:10％Er³⁺NaYF₄TiO₂做光阳极制作的染料敏化太阳能电池的I-V测试结果；TiO₂光阳极的制备方法包括以下三步：首先进行光阳极浆料的制备：先称取1.00g乙基纤维素超声溶于50ml乙醇中，再加入2.0gTiO₂(P25)粉体及8.69ml松油醇，超声搅拌1h溶解，加热搅拌蒸发除去乙醇，得到粘稠状浆料；再进行光阳极的制备：吸取一滴浆料，用特制胶带控制刮涂层厚度(约5μm)及刮涂面积(4mm×4mm)，一次性刮涂，室温晾干，使浆料铺展均匀，然后用马弗炉程序升温进行烧结150～500℃；最后进行光阳极染料吸附：称取0.0119gN719染料溶于10ml叔丁醇和10ml乙腈的混合溶液中，超声分散，配成0.5mmol/L的溶液，然后将烧好的光阳极降温至80℃时，浸没于染料中，浸渍24h；上转换纳米晶基光阳极制备：则是在制备光阳极的第一步就将NaYF₄:10％ENaYF₄TiO₂纳米粒子按掺杂摩尔百分比为0.5％掺入TiO₂浆料之中，其他制备过程相同，并组装成染料敏化太阳能电池，测试染料敏化太阳能电池的I-V特性曲线如图7所示，从图中读出数据列于下表中。

从图7可以看出，光阳极掺杂摩尔百分比为0.5％NaYF₄:10％ErNaYF₄TiO₂之后染料敏化电池效率从5.38增加到7.16，提高了32.3％，这些实验结果均证明NaYF₄:10％ErNaYF₄TiO₂纳米粒子能够有效吸收红外太阳光并转换为光阳极可吸收的光，并有效提高染料敏化太阳能电池的效率。

Claims (9)

1.NaYF₄:Er³⁺NaYF₄TiO₂纳米晶染料敏化太阳能电池光阳极材料的制法，其特征在于该法按以下步骤进行：

步骤一：按油酸和十八烯的体积比为1：2～5，将油酸和十八烯混合均匀得到混合液，再按氯化钇和氯化铒的摩尔比为(90+X)：(10-X)将氯化钇和氯化铒加入到混合液中，在搅拌条件下加热到120～150℃保持30～60min，自然冷却至室温，得到原料液A；其中0≤X≤10；

步骤二：称取氟化铵和氢氧化钠溶解于甲醇中，得到原料液B；其中NH₄F与NaOH的摩尔比为1：(0.5～2)；

步骤三：在氮气保护下，将步骤二中得到的原料液B加入到步骤一中的原料液A中，搅拌均匀后，升温至300～320℃，反应1～3小时，冷却至室温后，将反应溶液移入离心管中，离心分离出纳米晶，并将得到的纳米晶用无水乙醇离心洗涤3～5次，将洗涤后的样品分散到环己烷中，得到纳米晶分散液体；

步骤四：按油酸和十八烯的体积比为1：2～5，将油酸和十八烯混合均匀得到混合液，再将氯化钇溶解于混合液中，在搅拌条件下加热到120～150℃保持30～60min，自然冷却至60～80℃，得到原料液C；

步骤五：将步骤三得到的纳米晶分散液加入到步骤四所得的原料液C中，搅拌均匀后，升温去除环己烷，得到原料液D；

步骤六：称取氟化铵和氢氧化钠溶解于甲醇中，得到原料液E；其中NH₄F与NaOH的摩尔比为1：(0.5～2)；

步骤七：在氮气保护下，将步骤六得到的原料液E加入到步骤五得到的原料液D中，搅拌均匀后，升温至300～320℃，反应1～3h，冷却至室温，将得到的产物移入离心管中离心分离NaYF₄:Er³⁺NaYF₄核壳结构纳米晶，并将NaYF₄:Er³⁺NaYF₄核壳结构纳米晶用无水乙醇离心洗涤2～5次后，得到NaYF₄:Er³⁺NaYF₄核壳结构纳米晶；

步骤八：称取油胺、油酸、乙醇、去离子水、钛酸四丁酯和步骤七得到的NaYF₄:Er³⁺NaYF₄，其中NaYF₄:Er³⁺NaYF₄的质量与油胺体积之比为1g：75～100ml，NaYF₄:Er³⁺NaYF₄的质量与油酸体积之比为1g：15～25ml、NaYF₄:Er³⁺NaYF₄的质量与乙醇体积之比为1g：25～50ml、NaYF₄:Er³⁺NaYF₄的质量与水体积之比为1g：1.5～5ml，NaYF₄:Er³⁺NaYF₄与钛酸四丁酯的质量比为0.075g：(0.2～0.3g)；先将油胺、油酸混合均匀，接着加入NaYF₄:Er³⁺NaYF₄，搅拌均匀后，再加入乙醇和水，搅拌均匀，最后加入钛酸四丁酯，搅拌均匀后，将获得的反应液转移到高压反应釜中，在温度为160～200℃条件下反应8～12h，反应结束后，离心分离出固相物，再将固相物离心洗涤干净，得到NaYF₄:Er³⁺NaYF₄TiO₂纳米晶染料敏化太阳能电池光阳极材料。

2.根据权利要求1所述的NaYF₄:Er³⁺NaYF₄TiO₂纳米晶染料敏化太阳能电池光阳极材料的制法，其特征在于步骤一中氯化钇与氯化铒的摩尔数之和与混合液的体积比为1mmol：(1～30)ml。

3.根据权利要求1或2所述的NaYF₄:Er³⁺NaYF₄TiO₂纳米晶染料敏化太阳能电池光阳极材料的制法，其特征在于步骤二通过超声波处理，使氟化铵与氢氧化钠快速溶解于甲醇液体中。

4.根据权利要求1或2所述的NaYF₄:Er³⁺NaYF₄TiO₂纳米晶染料敏化太阳能电池光阳极材料的制法，其特征在于步骤二中NH₄F与NaOH的摩尔数之和与甲醇的体积的比为1mmol：(15～30)ml。

5.根据权利要求1或2所述的NaYF₄:Er³⁺NaYF₄TiO₂纳米晶染料敏化太阳能电池光阳极材料的制法，其特征在于步骤三中搅拌速度为800～1000r/min，搅拌时间为30～60min。

6.根据权利要求1或2所述的NaYF₄:Er³⁺NaYF₄TiO₂纳米晶染料敏化太阳能电池光阳极材料的制法，其特征在于步骤三中纳米晶的摩尔数与环己烷的体积之比为1mmol：(3～10)mL。

7.根据权利要求1或2所述的NaYF₄:Er³⁺NaYF₄TiO₂纳米晶染料敏化太阳能电池光阳极材料的制法，其特征在于步骤四氯化钇的摩尔数与混合液体积之比为1mmol：(15～30)ml。

8.根据权利要求1或2所述的NaYF₄:Er³⁺NaYF₄TiO₂纳米晶染料敏化太阳能电池光阳极材料的制法，其特征在于步骤六中NH₄F与NaOH的摩尔数之和与甲醇的体积的比为1mmol：(1～14)ml。

9.根据权利要求1或2所述的NaYF₄:Er³⁺NaYF₄TiO₂纳米晶染料敏化太阳能电池光阳极材料的制法，其特征在于步骤七中搅拌速度为800r/min，搅拌时间为30～60min。