专利名称：NaYF<sub>4</sub>:Yb,Er修饰的染料敏化太阳能电池TiO<sub>2</sub>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TiA浆体覆在基底上，用于吸收太阳光，因为TiA的禁带宽度为3. &v，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TW2光阳极太阳能利用率低的技术问题，而提供NaYF4Ib，Er修饰的染料敏化太阳能电池TW2光阳极的制备方法。NaYF4:Yb, Er修饰的染料敏化太阳能电池TW2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、Ti02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勻，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°C 85°C的干燥箱中干燥 5min lOmin，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°C 720°C 的马弗炉中焙烧12h 16h，得到NaYF4Ib，Er修饰的染料敏化太阳能电池TW2光阳极。NaYF4Ib，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勻，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°C 85°C的干燥箱中干燥5min IOmin ；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°C 720°C的马弗炉中焙烧1 ! 16h，得到NaYF4Ib，Er修饰的染料敏化太阳能电池TW2光阳极。本发明用上转换材料NaYF4Ib，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NaYF4Ib，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NaYF4Ib，Er修饰的染料敏化太阳能电池T^2光阳极可用于太阳能电池。
图1是具体实施方式
十六的步骤一中的NaYF4Ib，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NaYF4Ib，Er修饰的TiO2粉末紫外-可见吸收光谱图，其中a为NaYF4Ib，Er修饰的TW2粉末的紫外-可见吸收光谱，b为TW2粉末的紫外-可见吸收光谱。
具体实施例方式具体实施方式
一本实施方式的NaYF4Ib，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NaYF4Ib，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TW2粉末、细度为200 目 325目的NaYF4Ib，Er粉末、乙基纤维素和松油醇并混合均勻，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°C 85°C的干燥箱中干燥5min lOmin，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°C 720°C的马弗炉中焙烧1 ! 16h，得到NaYF4Ib，Er修饰的染料敏化太阳能电池TW2光阳极。本实施方式用上转换材料NaYF4Ib，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NaYF4Ib，Er修饰的染料敏化太阳能电池TW2光阳极的光电转化效率为1. 9% 2. 7%。本发明的NaYF4Ib，Er修饰的染料敏化太阳能电池T^2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NaYF4Ib，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.观 0. 38、Ti02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TW2粉末与 NaYF4Ib，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 NaYF4Ib，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 NaYF4Ib，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勻的浆料层。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°C 82°C、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°C、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°C 710°C、焙烧时间为1 15h。其它与具体实施方式
一至i^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°C、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NaYF4Ib，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 l、NaF与IO3的摩尔比为1 0. 5 l、NaF与YId2O3的摩尔比为1 0. 09 0.20、NaF与Er2O3的摩尔比为1 0. 02 0. 04 J2O3与质量百分比浓度为30%的硝酸的比为 Ig 1. OmL 1. ^iiLJ2O3 与 EDTA 的质量比为 1 0. 45 0. 50 称取 NaF、NH4HF2、Y203、 Yb2O3> Er2O3、质量百分比浓度为30%的硝酸和EDTA ；b、将步骤a称取的&03、Yb2O3和Er2O3 加入到步骤a称取的硝酸中，溶解后，再水稀释，使IO3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，混合均勻，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°C 170°C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NaYF4Ib，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NaYF4Ib，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IO3的摩尔比为1 0. 8、NaF与YId2O3的摩尔比为1 0. 10、NaF与 Er2O3的摩尔比为1 0.03 J2O3与质量百分比浓度为30%的硝酸的比为Ig LlmLJ2O3 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IO3Jb2O3和Er2O3加入到步骤a称取的硝酸中，溶解后， 再水稀释，使IO3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，混合均勻，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°C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NaYF4Ib，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NaYF4Ib，Er修饰的染料敏化太阳能电池TiO2
6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TW2粉末、0. 027g细度为200目的NaYF4Ib，Er粉末、0. 045g乙基纤维素和0. 793g松油醇并混合均勻，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°C的干燥箱中干燥lOmin，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°C的马弗炉中焙烧12h，得到NaYF4Ib，Er修饰的染料敏化太阳能电池TW2 光阳极。其中FTO玻璃是掺杂氟的SnA导电玻璃。步骤一中NaYF4 %，Er的制备方法按以下步骤进行a、称取0. 063g NaF, 0. 1716gNH4HF2、0. 542g Y203>0. 2128g Yb203、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&03、％203和Er2O3加入到步骤a称取的硝酸中，溶解后，再水稀释，使IO3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，混合均勻，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°C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°C 的烘箱中干燥证后，得到NaYF4Ib，Er。本实施方式步骤一中的NaYF4Ib，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NaYF4Ib，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NaYF4Ib，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°C的干燥箱中干燥lOmin，然后放入温度为700°C的马弗炉中焙烧12h，得到NaYF4Ib，Er修饰的TW2粉末，与本实施方式的NaYF4Ib，Er修饰的染料敏化太阳能电池TW2光阳极上的涂层的制备方法相同。 NaYF4: Yb, Er修饰的TW2粉末和本实施方式步骤一中的TW2粉末的紫外-可见吸收光谱图如图2所示，其中a为NaYF4Ib，Er修饰的TW2粉末的紫外-可见吸收光谱，b为TW2粉末的紫外-可见吸收光谱，从图2可以看出，NaYF4Ib，Er修饰的TW2粉末比TiO2粉末的吸收明显提高，NaYF4:Yb, Er材料可以拓展TW2对太阳光谱的响应范围。将本实施方式制备的NaYF4Ib，Er修饰的染料敏化太阳能电池TiO2光阳极用浓度为2X10_4mOl/L的N719染料溶液浸泡M小时，取出后用无水乙醇洗干净，在80°C的条件下烘干，然后与钼电极组装成电池；称取1. 3384gLiI、0. 2538g 12、IOmL乙腈、IOmL碳酸丙烯酯和0. 3079mL 4-叔丁基吡啶并混合均勻，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.沈％。
具体实施方式
十七本实施方式的NaYF4Ib，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NaYF4Ib，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TW2粉末、细度为200 目 325目的NaYF4Ib，Er粉末、乙基纤维素和松油醇并混合均勻，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°C 85°C的干燥箱中干燥5min IOmin ；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°C 720°C的马弗炉中焙烧12h 16h，得到NaYF4Ib，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NaYF4Ib，Er修饰的染料敏化太阳能电池TW2光阳极的光电转化效率为1. 9% 2. 7%。本发明的NaYF4Ib，Er修饰的染料敏化太阳能电池T^2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T^2粉末与NaYF4Ib，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.观 0. 38、Ti02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NaYF4Ib，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NaYF4Ib，Er粉末的细度为220目 300目。其它与具体实施方式
十七至二 i^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NaYF4Ib，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°C 82°C、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°C、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°C 710°C、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°C、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NaYF4Ib，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IO3的摩尔比为1 0. 5 1、NaF与YId2O3的摩尔比为1 0. 09 0. 20、NaF与Er2O3的摩尔比为1 0. 02 0. 04 J2O3与质量百分比浓度为30%的硝酸的比为 Ig 1. OmL 1. ^iiLJ2O3 与 EDTA 的质量比为 1 0. 45 0. 50 称取 NaF、NH4HF2、Y203、 Yb2O3> Er2O3、质量百分比浓度为30%的硝酸和EDTA ；b、将步骤a称取的&03、Yb2O3和Er2O3 加入到步骤a称取的硝酸中，溶解后，再水稀释，使IO3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，混合均勻，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°C 170°C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NaYF4Ib，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NaYF4Ib，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、AO3与质量百分比浓度为30%的硝酸的比为Ig l.lmL、A03与 EDTA的质量比为1 0.48称取妝？、朋4冊2、103、丫13203丄1~203、质量百分比浓度为30%的硝酸和EDTA ；b、将步骤a称取的IO3Jb2O3和Er2O3加入到步骤a称取的硝酸中，溶解后，再水稀释，使IO3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，混合均勻，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°C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NaYF4Ib，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NaYF4Ib，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TW2粉末、 0. 027g细度为200目的NaYF4Ib，Er粉末、0. 045g乙基纤维素和0. 793g松油醇并混合均勻，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°C的干燥箱中干燥IOmin ；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°C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TW2光阳极。其中FTO玻璃是掺杂氟的SnA导电玻璃。步骤一中NaYF4 %，Er的制备方法按以下步骤进行a、称取0. 063g NaF、 0. 1716gNH4HF2、0. 542g Y203>0. 2128g Yb203、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&03、％203和Er2O3加入到步骤a称取的硝酸中，溶解后，再水稀释，使IO3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，混合均勻，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°C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°C的烘箱中干燥证后，得到NaYF4Ib，Er。 将本实施方式制备的NaYF4Ib，Er修饰的染料敏化太阳能电池TiO2光阳极用浓度为3X10_4mOl/L的N719染料溶液浸泡M小时，取出后用无水乙醇洗干净，在80°C的条件下烘干，然后与钼电极组装成电池；称取1. 3384gLiI、0. 2538g 12、IOmL乙腈、IOmL碳酸丙烯酯和0. 3079mL 4-叔丁基吡啶并混合均勻，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%。
权利要求
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TW2光阳极的制备方法按以下步骤进行一、按 TiO2粉末与NaYF4Ib，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勻，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°C 85°C的干燥箱中干燥5min lOmin， 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°C 720°C的马弗炉中焙烧12h 16h，得到NaYF4Ib，Er修饰的染料敏化太阳能电池TW2光阳极。
2.根据权利要求1所述的NaYF4Ib，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NaYF4Ib，Er粉末的质量比为1 0. 20 1. 50、Ti& 粉末与乙基纤维素的质量比为1 0. 0.38、1102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NaYF4Ib，Er修饰的染料敏化太阳能电池TW2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NaYF4Ib，Er修饰的染料敏化太阳能电池TW2光阳极的制备方法，其特征在于步骤一中NaYF4Ib，Er粉末的细度为220目 300目。
5.根据权利要求1或2所述的NaYF4Ib，Er修饰的染料敏化太阳能电池TW2光阳极的制备方法，其特征在于步骤二中干燥温度为78°C 82°C、干燥时间为6min 9min。
6.根据权利要求1或2所述的NaYF4Ib，Er修饰的染料敏化太阳能电池TW2光阳极的制备方法，其特征在于步骤三中焙烧温度为690°C 710°C、焙烧时间为1 15h。
7.根据权利要求1或2所述的NaYF4Ib，Er修饰的染料敏化太阳能电池TW2光阳极的制备方法，其特征在于步骤一中的NaYF4Ib，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^O3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、^O3与质量百分比浓度为30%的硝酸的比为Ig LOmL l.anL、IO3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&03、Yb2O3和Er2O3加入到步骤a称取的硝酸中，溶解后，再水稀释，使^O3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，混合均勻，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°C 170°C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TW2光阳极的制备方法按以下步骤进行一、按 TiO2粉末与NaYF4Ib，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勻，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°C 85°C的干燥箱中干燥5min IOmin ；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°C 720°C的马弗炉中焙烧1 ! 16h，得到NaYF4Ib，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NaYF4Ib，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NaYF4Ib，Er粉末的质量比为1 0. 20 1. 50、Ti& 粉末与乙基纤维素的质量比为1 0. 0.38、1102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NaYF4Ib，Er修饰的染料敏化太阳能电池TW2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。
全文摘要
本发明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。
文档编号H01L51/48GK102360956SQ20111018941
公开日2012年2月22日 申请日期2011年7月7日 优先权日2011年7月7日
发明者张旭男, 杨玉林, 范瑞清 申请人:哈尔滨工业大学