[发明专利]一种用于太阳能电池中双功能核壳上转换材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种用于太阳能电池中双功能核壳上转换纳米材料的制备方法。是以稀土上转换发光纳米粒子为核，用阳离子表面活性剂进行表面改性后，经壳体前驱体的简单水解反应在核上直接包覆TiO2或ZnO壳层，经热处理后形成具有上转换和半导体特性的双功能核壳结构的纳米材料。本发明的优点在于新形成的双功能核壳结构纳米粒子不但具有了上转化纳米材料的核，使粒子具备了上转换发光的功能，还具有了半导体材料的外壳，保持了TiO2或ZnO的高电荷传输能力，将其应用于DSSC时，使电池既能够吸收红外光部分，扩大对光的利用范围，又保持了光电极整体的导电性能，从而可显著提高DSSC的光转化效率。方法简单易操作，大大提高核壳结构的生成和减少游离TiO2或ZnO的产生。

主权项

一种用于太阳能电池中双功能核壳上转换纳米材料的制备方法，其特征在于：以油胺中热解稀土三氟乙酸钠盐获得的稀土上转换发光纳米粒子为核，用十六烷基三甲基溴化铵，十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵和十八烷基三甲基氯化铵中的任意一种阳离子表面活性剂对上转换纳米核表面进行改性后，经一定浓度的壳体前驱体的简单水解反应在核上直接包覆TiO2或ZnO壳层，具体是用乙酰丙酮与钛醇盐或锌醇盐等壳体前驱体以一定的摩尔比在醇中混合，搅拌逐滴加入10～80％的醇的水溶液并升温到60～120℃，再加入经阳离子表面活性剂表面改性后的上转换纳米粒子的醇溶液，回流搅拌加热到60～120℃，加入过硫酸铵，继续回流搅拌，60～120℃保持0.5～4h后，离心后产物分别用无水乙醇和水清洗后，烘干后得到包覆TiO2或ZnO壳层的核壳结构的纳米粒子。通过进一步的热处理形成可用于染料敏化太阳能电池的光电极的具有上转换和半导体特性的双功能核壳结构的纳米材料。