上转换纳米材料石墨烯复合物的合成及应用.pdf

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1、＇■＊？？！．ｉｊ犬－＇ｉｌ嫂大家ＤＡＬＩＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ硕士芽位记文ＭＡＳＴＥＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ上转换纳米材料／石墨稀复合物的合成及应用学科专业精细化工作者姓名朱嘉诚指异救肺武素丽副教授＿＿＿＿２０１５年６月８日答辩日期硕士学位论文上转换纳米材料／石墨稀复合物的合成及应用ＳｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＧｒａｈｅｎｅ／ＵｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｐｐＮａｎｏｍａｔｅｒ

2、ｉａｌｓ作者姓名：朱嘉诚学科、专业：精细化工学号：２１２０７３２１指导教师：武素丽副教授２０－－完成日期：１５０４２５ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｙ大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中巳经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体巳经发表的研究成果，也不包含其他巳申请学位或其他用途使用过的成果一。与我同工作的同志对本研究所做的贡献均巳在

3、论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：上转换纳来材料／石墨稀复合材料的合成及应用６作者签名：日期：＞ｉｔ年月／／日＿＿—大连理工大学硕士学位论文摘要稀土掺杂上转换发光纳米粒子能连续吸收两个或两个以上能量低的光子而发出一个能量高的光子。由于具备这种性能，上转换纳米粒子能提升太阳能电池中敏化剂对近红外光的捕获能力。然而上转换纳米粒子较差的导电性限制了它在太阳能电池中的应用，导致掺杂了上转换纳米粒子的太阳能电池的性能并不理想。因此改善上转换纳

4、米粒子的导电性将会让电池的性能得到进一步的提升。石墨稀由于具备高电子迁移率和电导率高等特点一，是种与上转换纳米粒子复合的理想材料，而且在石墨炼与上转换纳米材料之间具有高效的能量传递。因此，我们设计上转换纳米材料与石墨炼的复合物，既能较好地利用近红外光，同时又能克服上转换纳米粒子导电性差的缺点，因而将其应用于染料敏化太阳能电池可以提升太阳能电池的效率。在本论文中－，通过水热法合成了氧化石墨稀与上转换粒子的复合物（Ｇ０３＋５＋ＮａＹＦ４）－－：Ｙｂ／Ｅｒ，其中微米盘结构的复合产物记为ＧＯＬＵＣ，小

5、粒径的复合产物为Ｇ０ＳＵＣＧＯ－－ＭＵＣ则通过物理混合制备。场（ＦＥ，作为对比，发射扫描电镜ＳＥＭ）证实了＋＋－３３ＧＯＮａＹＦ４：Ｙｂ／Ｅｒ的形成，并且上转换纳米粒子与ＧＯ之间有较好的复合。更为重要３＋＾＋的是：Ｙｂ／Ｅｒ，通过荧光光谱图证明了ＮａＹＦ４与ＧＯ之间有着高效的能量的传递，为更加充分利用近红外光提供了有利的基础。最后，还通过电化学阻抗（ＥＩＳ）证实了石墨稀与上转换纳米材料的复合有效地改善了上转换纳米材料的导电性。■由于上转换纳米粒子与石墨稀之间高效的能量传递以及复合产物较低的电阻，ＲＧＯ－

6、ＳＵＣ掺杂的染料敏化太阳能电池无论在短路电流还是光电转换效率上均比未掺杂－ＭＵＣ的电池高出的以及掺杂ＲＧＯ１０％。这说明上转换纳米粒子与ＧＯ发生有效的化学键结合的重要性。虽然微米盘上转换粒子与ＧＯ之间也发生了有效的复合，但是掺杂ＲＧＯ－ＬＵＣ并没有提升电池的效率，这是由微米盘上转换粒子较弱的发光强度以及上转换纳米材料与ＧＯ之间不彻底的能量传递造成的。研究结果表明，上转换纳米材料与石墨稀复合物中上转换粒子合适的粒径并且具有优异的发光强度能够实现染料敏化太阳能电池的电流和效率的提升，因为近红外光的能量能完全地

7、传递给石墨煤，再传递给ＴｉＯｉ，以至整个电路中，同时能避免上转换纳米材料导电性差产生的负面影响。所合成的复合物不仅能提升染料敏化太阳能电池的电流和效率，同时也适用于量子点敏化太阳能电池以及齊钛矿太阳能电池。关键词：上转换纳米材料与石墨婦的复合物；能量传递；效率提升；染料敏化太阳能电池；近红外光－－Ｉ上转换纳米材料／石墨稀ｇ合材料的合成及应用ＳｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＧｒａｐｈｅｎｅ／ＵｐｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎＮａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓＡｂｓｔｒａｃｔ

8、Ｔｈｅ－ＮｔｔｔｌａｎｔｈａｎｉｄｅｄｏｅｄａＹＦ４ｕｐｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓＮＰｓｏｓｓｅｓｓｈｅａｂｉｌｉｔｈａｐ（ＵＣ）ｐｙｃａｎｅｍｔｅｎｅｒｏｔｏｎａｆｔｅｒｓｅｕｅｎｔａｌｌａｂｓｏｒｂｔｗｏ