导　　师： 魏爱香

学科专业： H0903

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 广东工业大学

摘　　要： TiO2半导体材料具有优良的热稳定性和光化学稳定性,是光电器件中的理想材料,被广泛的应用于染料敏化太阳能电池和光催化。染料敏化太阳能电池（DSSC）一般用N719或N3染料作为敏化剂与TiO2薄膜组成光阳极,其对太阳光的吸收范围为290780nm,然而太阳光谱中50%的能量来自近红外区700-2500nm,近红外光谱的50%的能量位于波长700-1000nm之间。因此,将红外光转换为TiO2多孔薄膜光阳极可以利用的可见光和近紫外光具有重大意义。稀土离子掺杂的上转换材料可以吸收红外光而发射可见光和紫外光,将其应用于DSSC中,可提高近红外光的利用率,提高电池的光电转换效率。本文采用溶胶水热技术,以掺杂F-离子的TiO2作为基质材料,Yb3+作为敏化剂,Ho3+作为活性剂,制备了Yb3+-Ho3+-F-共掺杂TiO2纳米粉末（简写为:UC-F-TiO2）。首先研究了Yb3+,Ho3+,F-离子的掺杂浓度对UC-F-TiO2纳米颗粒其结构、形貌及上转换发光性能的影响。研究结果总结如下:（1）溶胶水热技术制备的UC-F-TiO2纳米粉末是由锐钛矿型和金红石型两种结构组成的,随着反应前驱溶液中Yb3+,Ho3+掺杂浓度的增加,金红石型的TiO2所占比例增加,而锐钛矿结构的TiO2所占比例减少;但随着F-离子掺杂浓度的增加,锐钛矿型的TiO2所占的质量百分比先增加而后又减少。而未掺杂TiO2纳米粉末是金红石型。（2）UC-F-TiO2纳米粉末是由颗粒大小约20nm的类球状构成的,其颗粒大小均匀分布。掺杂离子的浓度对类球形颗粒的形貌和尺寸影响不大。（3）采用XPS分析得出在样品C4中,C,O,Ti,Ho,F和Yb元素的原子百分比分别为22.85,47.00,16.73,8.61,0.89和3.91 at.%,并且XRD图谱中发现随着稀土离子掺杂,特征峰的位置有微小的偏移。由于掺杂剂Ho（NO3）3,Yb（NO3）3和HF是加在反应前驱溶液中,杂质离子是在化学反应的过程中掺入TiO2纳米晶体体内的,所以可以推断这些杂�

关 键 词： 上转换发光材料 溶胶 水热合成技术 共掺杂 上转换发光机理 染料敏化太阳能电池

领　　域： [] []