染料敏化太阳电池是太阳能领域的研究热点之一。掺杂稀土材料应用于染料敏化太阳电池是一项全新的探索。本项目通过稀土离子转换发光，拓展电池的吸收波段至紫外红外波段；通过稀土离子掺杂效应，提升光阳极的费米能级，从而提高电池的光电转化效率。这一具有重要意义的探索目前尚不多见。

项目采用溶胶-凝胶、水热法，制备了掺杂稀土光阳极；通过激发-发射谱和Mott-Schottky光电谱，证实了掺杂稀土光阳极中转换发光和p-型掺杂效应；实现了染料敏化太阳电池光电效率的显著提升，提高幅度达到35%。我们研制包括单掺、多掺、上转换、下转换、氟化物、氧化物等系列。成果报道在Scientific Reports、Advanced Energy Materials等重要刊物上，是一项具有原创性意义的重要成果。

                                             

                   

         

                      图1  Y₂O₃:Er³⁺纳米棒的TEM图                 图2  Y₂O₃:Er³⁺的上转换发光机理

                     （ChemSusChem 2012, 5, 1307）                 （ChemSusChem 2012, 5, 1307）

                                

                          图3  YYbF₃:Er³⁺的p-型掺杂效应机理            图4  掺YF₃:Eu³⁺染料敏化太阳电池的