碳材料對(duì)電極在染料敏化太陽(yáng)能電池中應(yīng)用.pdf_第1頁(yè)
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1、近年來(lái)，染料敏化太陽(yáng)能電池(dye-sensitized solar cells，DSC)吸引了眾多學(xué)者的目光。典型的一個(gè)DSC主要包括三部分:經(jīng)染料敏化的納米晶半導(dǎo)體光陽(yáng)極（半導(dǎo)體材料通常為T(mén)iO2）、含有一對(duì)氧化還原電對(duì)（通常為I3-/I-）的電解液和對(duì)電極(CE)。對(duì)電極作為DSC的重要組成部分，最常使用的催化材料是貴金屬Pt。而Pt對(duì)電極在DSC制作成本里占有很大的比重（因?yàn)镻t儲(chǔ)量少、昂貴），并且Pt很容易被碘電解液腐蝕，從而

2、影響DSC穩(wěn)定性。為了降低DSC的制作成本和提高其穩(wěn)定性，因而研究并開(kāi)發(fā)低成本、高效的DSC對(duì)電極非鉑類(lèi)催化材料就顯得至關(guān)重要。
　　 本論文在相同條件下比較了3種碳材料(活性碳Ca、導(dǎo)電碳Cc和碳納米管Cn)的催化性能。實(shí)驗(yàn)表明，這三種碳材料均表現(xiàn)出一定的催化性能，其中，Cc的催化性能最差，電池效率僅為2.13％，Ca次之，電池效率為2.23％，Cn的催化效率最高，電池效率為3.06％。Cc-DSC和Cn-DSC的開(kāi)路電壓（V

3、oc）雖然略高于Pt-DSC，但由于Pt-DSC的短路電流密度(Jsc）和填充因子(FF)均較大，所以二者的電池效率均小于Pt-DSC的電池效率。通過(guò)電化學(xué)阻抗、循環(huán)伏安和塔菲爾極化曲線(xiàn)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了催化材料對(duì)傳統(tǒng)氧化還原電對(duì)(I3-/I-)還原再生催化機(jī)理研究。這些電化學(xué)測(cè)試也表明，在這三種碳材料中，Cn具有較高的催化活性。
　　 綜上所述，本論文設(shè)計(jì)并合成了三種非Pt催化材料，并將其用于染料敏化太陽(yáng)能電池，豐富了對(duì)電極催化材料的

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