氧化釩-碳復(fù)合材料的合成及其在染料敏化太陽能電池中對碘電對催化性能的研究.pdf

1、高性能和低成本染料敏化太陽能電池(dye-sensitized solar cells，DSCs)對電極的研究在近年來受到廣泛關(guān)注。在對電極材料中具備出眾的導(dǎo)電性和高催化活性的金屬鉑作為一種稀有的貴金屬用于催化劑，成本高，由于長期浸漬在電解液中而缺乏穩(wěn)定性。由此金屬氧化物以其低成本、熱力學(xué)穩(wěn)定、高催化性能而作為最佳替代鉑的對電極材料。某些氧化物半導(dǎo)體材料已經(jīng)被證明能提高對I-/I3-碘的催化活性。另外碳質(zhì)材料也是相當有吸引力的替代鉑電極

2、材料，由其電子導(dǎo)電率高、表面積大、耐腐蝕、高反應(yīng)活性和低成本。因此結(jié)合上述金屬氧化物和碳材料的優(yōu)點，本文以釩的氧化物和低成本碳材料為重點，尋求一個更有潛力的方法來制備金屬氧化物等催化劑減少DSCs的成本并希望收獲具有相當良好的催化活性的材料。
　　通過多種不同制備方法如熱分解法、溶膠凝膠法、水熱法等合成V2O5，并將其作為對電極材料用于DSC對電極中以檢測在I-/I3-電解液中的光伏性能。通過對比較四種性能較高的樣品對其形貌結(jié)構(gòu)、

3、比表面積、電催化性能進行分析研究。此外，比較中發(fā)現(xiàn)助劑檸檬酸可以改善樣品的電阻并提高催化性能。
　　采用氮氣保護下，高溫煅燒偏釩酸銨的方法得到V2O3，并在合成中加入不同比例的活性炭得到V2O3/C復(fù)合材料。將制備的復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和催化性能進行表征。同時將其作為對電極材料應(yīng)用于DSC中，復(fù)合材料較單一材料的光伏性能得到提高，且中間比例2∶3的最好，這歸功于氧化釩和活性炭間的協(xié)同配合。
　　利用可溶性糖（淀粉、糊精和葡萄糖）作

4、為碳源，在雙氧水溶解狀態(tài)V2O5的溶膠以不同比例搭配，按參與溶膠反應(yīng)和不參與溶膠反應(yīng)形成共溶膠，得到兩種不同形式的前驅(qū)體，在不同溫度和時間下，對得到的產(chǎn)物進行表征，并將其作為對電極在DSC中的應(yīng)用。參與溶膠反應(yīng)和不反應(yīng)的共溶膠在高溫氮氣下灼燒，當配比較低時分別得到了片狀和圓球狀V2O3。當糖類比例增加時，樣品中殘留著煅燒后的碳，產(chǎn)生了含碳復(fù)合材料。材料的導(dǎo)電性和電流密度均得到提高，在2∶1時樣品的表現(xiàn)的效率最好，當擴大到4∶1時，碳的過