随着人们无节制的开采和使用,化石能源面临枯竭的危机,开发和使用可再生清洁能源迫在眉睫。太阳能分布范围广泛,且取之不尽,用之不竭,因此具有巨大的开发和应用前景。目前对太阳能开发的主要方式为利用太阳能电池进行光电转换,而在众多太阳能电池中,染料敏化太阳能电池（DSSC）以其绿色环保、成本低廉、工艺简单、光电转换效率高等特点,成为全世界研究的焦点。然而由于光阳极禁带宽度以及光敏染料对太阳光响应范围的限制,DSSC只可吸收300-800 nm波长范围的可见光,导致约占太阳光43%的红外光无法被吸收和利用。因此,将稀土离子上转换发光材料掺杂在光阳极中利用反斯托克效应将红外光转换成可吸收的可见光,从而提高DSSC对太阳光的利用率具有重要意义。本论文通过水热法,以七铝酸十二钙（C12A7）为基质材料,掺杂稀土离子镱(Yb³⁺)和铥(Tm³⁺),合成了上转换发光材料C12A7:Yb³⁺/Tm³⁺。通过改变水热时间和溶剂比分别得到了花型和多孔方块型的C12A7:Yb³⁺/Tm³⁺。将制得的多孔方块C12A7:Yb³⁺/Tm³⁺应用于DSSC光阳极,然而由于上转换发光材料的导电性较差,并且能带结构也与染料分子非常不匹配,导致电池内部电子传输阻力较大,改性后的DSSC光电转换效率为5.57%,相比于对照组效率降低了18.6%。为了优化DSSC光阳极结构,我们将水热法制备的锐钛矿Ti O₂:Yb³⁺/Tm³⁺应用其中,既拓宽了DSSC对太阳光的响应范围,也有较好的染料吸附能力,金属Mn²⁺离子的掺杂进一步增强了这个效应,光电转换效率提高到7.41%,与对照组相比效率提高了8.3%。对多孔方块C12A7:Yb³⁺/Tm³⁺进行核壳结构的制备,并应用于DSSC光阳极。以TTIP为钛源,在C12A7:Yb³⁺/Tm³⁺表面包覆一层Ti O₂,由于TTIP过量,故合成的粉末材料中C12A7:Yb³⁺/Tm³⁺@Ti O₂所占比例较少,Ti O₂小球占比较大,因此包覆实验制得的复合材料上转换发光性能变差,但过量的Ti O₂小球能很好的吸附染料。TTIP的用量为2 ml时,制备的染料敏化太阳能电池性能最佳,光电转换效率为7.15%,与对照组相比效率提高了4.5%;另一方面,上转换发光材料的引入,会使电子在电池界面处转移时的阻力增大,为了改善这个缺陷,我们采用溶胶凝胶法及水热法制备了双层核壳结构C12A7:Yb³⁺/Tm³⁺@Si O₂@Ti O₂,进一步提高了DSSC光电转换效率,TEOS用量为0.1 ml时,制备的染料敏化太阳能性能最佳,光电转换效率为9.02%,与对照组相比效率提高了31.9%。