硫化物催化材料的合成及在染料敏化太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用.pdf

1、降低電池制作成本和提高光電轉(zhuǎn)換效率是染料敏化太陽(yáng)能電池(Dye-sensitized solar cell，DSC)能否實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的兩個(gè)重要條件。因而越來(lái)越多的學(xué)者將研究焦點(diǎn)放在找尋能替代稀缺金屬Pt的對(duì)電極催化材料上。在已有的文獻(xiàn)中,幾乎未見有將硫化物與碳材料結(jié)合形成復(fù)合材料并用于DSCs對(duì)電極的相關(guān)報(bào)道。因此，本文研究了In2.77S4-Cc和NiS-Cc兩種復(fù)合材料在DSCs中的催化性能。
　　首先，采用水熱法合成In2.77

2、S4催化材料，并通過XRD和SEM對(duì)合成材料進(jìn)行材料表征，將In2.77S4制作對(duì)電極應(yīng)用在DSC中，效率僅為4.81％。采用導(dǎo)電碳(Cc)對(duì)In2.77S4材料進(jìn)行摻雜得到In2.77S4-Cc復(fù)合材料并應(yīng)用于DSC中。通過光電效能測(cè)試，電化學(xué)阻抗測(cè)試，循環(huán)伏安法以及Tafel極化曲線的測(cè)試系統(tǒng)研究了復(fù)合材料的催化性能，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:In2.77S4-Cc復(fù)合材料對(duì)I3-/I-的循環(huán)再生表現(xiàn)出較高的催化性能，當(dāng)In2.77S4與Cc質(zhì)

3、量比為1∶4時(shí)達(dá)到最高的光電轉(zhuǎn)換效率(8.71％)，與Pt的(8.75％)接近。
　　然后，分別制備了NiS-Cc和NiS-Ca（活性炭）復(fù)合材料，并用于DSCs中，研究Cc與Ca添加量對(duì)DSCs光電轉(zhuǎn)換效率的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:與純的NiS相比較，兩種碳材料的添加均不同程度上增大了DSCs的光電轉(zhuǎn)換效率。NiS-Cc復(fù)合材料展示了優(yōu)于NiS-Ca的電催化性能。當(dāng)NiS與Cc的質(zhì)量比為1∶4時(shí)，獲得了可以與Pt(8.29％)相媲美