過渡金屬硫族化合物的可控制備及催化特性.pdf

1、染料敏化太陽能電池(DSSC)具有易制備、低成本、高光電轉(zhuǎn)換效率等特點而備受關(guān)注。DSSC主要由對電極、氧化還原電解液、光敏化劑和光陽極構(gòu)成。對于對電極材料的構(gòu)筑，不僅要有低廉的價格，而且要有優(yōu)異的光電轉(zhuǎn)換性能和高穩(wěn)定性。本論文以低成本的、高效的過渡金屬硫族化合物為研究對象。擬構(gòu)筑高結(jié)晶度的小尺寸的單分散的硫化鎳納米晶;暴露高能面的硫化亞鐵納米片;硒硫化錫鋅銅對電極。研究反應(yīng)溫度、化學(xué)組分等實驗參數(shù)與對電極光電轉(zhuǎn)換性能及催化性能之間的關(guān)

2、系。本論文的主要研究內(nèi)容如下:
　　1)可控制備高結(jié)晶度的小尺寸的單分散的α相硫化鎳納米晶。通過控制反應(yīng)溫度，得到了結(jié)晶度不同的硫化鎳，然后通過噴涂法制備成對電極，組裝成DSSC。探究其催化性能與DSSC光電轉(zhuǎn)換效率的關(guān)系。當(dāng)反應(yīng)溫度為300℃時，得到了較高結(jié)晶度的NiS，它構(gòu)筑的DSSC的光電轉(zhuǎn)換效率為7.33％，接近于鉑基的DSSC轉(zhuǎn)換效率(7.53％)。這主要是因為高結(jié)晶度、小尺寸的硫化鎳納米晶可提供更多的催化活性位點，利于

3、I3-的還原。
　　2)可控制備了暴露高能面的硫化亞鐵納米片。通過控制反應(yīng)溫度，得到了組分不同的硫化亞鐵(FeS、Fe7S8)納米片。光電性能測試表明:基于暴露(001)高能面的FeS納米片對電極構(gòu)筑的DSSC的平均光電轉(zhuǎn)換效率為8.88％（最高光電轉(zhuǎn)換效率為9.10％），其電池效率明顯高于Fe7S8納米片(8.06％)和鉑基的(7.73％)。上述結(jié)果表明暴露高能面的硫化亞鐵納米片具有出色的催化性能。
　　3)可控制備了單分