[发明专利]一种基于核壳结构的上转换微纳米球的染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池光阳极的制备方法。

背景技术

传统染料敏化太阳能电池对近红外光区的能量利用少，使得电池的吸收光谱与太阳光谱不匹配，限制了电池效率的提升。

稀土上转换材料能够利用近红外光，并将其转换成可见光，因此将稀土上转换材料用于染料敏化太阳能电池中能够将电池的光响应范围扩大到近红外区，提高电池对太阳光的利用率，从而提高电池的光电转换效率。但是，由于上转换粉体的导电性较差，将其用于染料敏化太阳能电池当中会充当光生载流子的复合中心，严重的界面复合反应会阻碍电子的传输，减小光电流，使得电池的光电转换效率下降。

发明内容

本发明的目的是要解决现有上转换粉体存在导电性差，使得太阳能电池的光电转换效率低的问题，而提供一种基于核壳结构的上转换微纳米球的染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法。

一种基于核壳结构的上转换微纳米球的染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法是按以下步骤完成的：

一、①、将NH₄HF₂溶于去离子水中，得到NH₄HF₂的水溶液；

步骤一①中所述的NH₄HF₂的质量与去离子水的体积比为(1g～1.5g):15mL；

②、将稀土硝酸盐溶于去离子水中，得到稀土硝酸盐溶液；

步骤一②中所述的稀土硝酸盐为Yb(NO₃)₃·6H₂O和Ho(NO₃)₃·5H₂O的混合物；所述的稀土硝酸盐中Yb(NO₃)₃·6H₂O与Ho(NO₃)₃·5H₂O的质量比为(1～1.3):0.015；

步骤一②中所述的稀土硝酸盐的质量与去离子水的体积比为(1g～1.4g):5mL；

③、将十六烷基三甲基溴化铵溶于去离子水中，得到十六烷基三甲基溴化铵水溶液；

步骤一③中所述的十六烷基三甲基溴化铵的质量与去离子水的体积比为(0.3g～0.5g):10mL；

④、在搅拌速度为300r/min～1000r/min下将稀土硝酸盐溶液以50滴/min～80滴/min的滴加速度滴加到十六烷基三甲基溴化铵水溶液中，再在搅拌速度为300r/min～1000r/min下搅拌反应1min～30min，得到混合溶液A；再在搅拌速度为300r/min～1000r/min下将NH₄HF₂的水溶液以50滴/min～80滴/min的滴加速度滴加到混合溶液A中，再使用质量分数为98％的硝酸调节混合溶液A的pH值为1～7，再在搅拌速度为300r/min～1000r/min下搅拌反应0.5h～2h，得到反应物Ⅰ；

步骤一④中所述的稀土硝酸盐溶液与十六烷基三甲基溴化铵水溶液的体积比为(4～8):10；

步骤一④中所述的稀土硝酸盐溶液与NH₄HF₂的水溶液的体积比为(4～8):15；

⑤、将步骤一④中得到的反应物Ⅰ加入到水热反应釜中，再将水热反应釜加热至120℃～200℃，再在温度为120℃～200℃下水热反应12h～30h，得到反应物Ⅱ；将反应物Ⅱ在离心速度为3000r/min～15000r/min下进行离心5min～10min，得到白色沉淀物质Ⅰ；依次使用去离子水和无水乙醇分别对白色沉淀物质Ⅰ清洗2次～5次，再将清洗后的白色沉淀物质Ⅰ置于温度为100℃的真空干燥箱中干燥1h～5h，再将干燥后的白色沉淀物质Ⅰ在温度为300℃～600℃的马弗炉中煅烧0.5h～6h，再自热冷却至室温，得到Ho掺杂的YbF₃；