一种可应用于染料敏化太阳能电池的上转化材料、制备方法技术

本发明专利技术涉及一种可提高太阳能电池的稀土上转换/金纳米粒子材料、制备方法及染料敏化太阳能电池组装的工艺。将染料敏化太阳能电池的效率由4.746%提高到了5.741%，实现了21.0%的效率提升。该发明专利技术首先利用水热法制备出上转换效率较高β-NaYF4:Yb3+,Er3+纳米棒，该材料在510~570nm有较强发射，与染料N719的吸收波长吻合，因此可作为上转换层将近红外光转化为可被染料吸收的可见光，同时在上转换层的外部增加一层金纳米反射层，一方面反射未被完全被吸收的可见光，另一方面可将上转换的可见光进一步反射回电池内部，进一步实现了光的吸收和利用，将所制备的材料置于电池对电极外部，实现了太阳能电池21%的效率提升。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及一种可提高太阳能电池效率的稀±上转换材料、制备方法及其在太阳 能电池中的装配方法。
技术介绍
太阳能电池的效率很大程度上取决于半导体材料的带隙，因此不能吸收能量低于 带隙的量子，运种光谱不匹配导致了太阳能电池能量的大量损失。目前一种可行的方法是 通过转化光谱使太阳光谱能更好的与运种光谱波段依赖型的太阳能电池相匹配。光谱转 化的优势在于它可W应用于现有太阳能电池并实现电池最优化。光谱转化可分为：两个低 能量子结合转化成一个高能量子（即上转换）和一个高能量子转化成一个低能量子（即下转 移）或两个更低能量的量子，即量子剪裁。 针对染料敏化太阳能电池用染料二-四下锭-双（异硫氯基）双但，2'-联化 晚-4, 4'-二簇基）钉（II) (N719)的吸收光谱，可W发现其吸收范围主要集中在紫外光区 和可见光区，尤其在380nm和520nm附近有较强吸收，而在800nmW后几乎没有吸收，然 而在太阳光谱中近红外光区（800nm~1700nm)占据了高达55~60%的比例，如果能将运部 分光谱利用起来，对于太阳能电池的意义是非常重大的。稀±上转换材料可将近红外光转 化为可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种β‑NaYF4:Yb3+,Er3+上转换材料，其特征是在β‑NaYF4:Yb3+,Er3+材料的部分表面附着有2～3 nm金纳米粒子，形成其一部分表面为附着有金纳米粒子的表面，另一部分表面为不附着有金纳米粒子的表面。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐瑜，于明汇，苟发亮，景欢旺，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：发明
国别省市：甘肃;62