染料敏化太陽(yáng)能電池陰極材料的研究.pdf

1、在染料敏化太陽(yáng)能電池(DSSCs)三明治結(jié)構(gòu)中,陰極材料扮演著催化還原電解液和收集空穴的重要角色,因此陰極材料是電池性能的決定因素之一?？v觀染料敏化太陽(yáng)能電池(DSSCs)陰極材料的研究現(xiàn)狀,可以發(fā)現(xiàn)多種過渡金屬的硫化物表現(xiàn)出類比于Pt電極的陰極性能;結(jié)合P型半導(dǎo)體陰極的特點(diǎn),可以推測(cè)出P型過渡金屬硫化物有望作為優(yōu)異的陰極材料。本論文設(shè)計(jì)并獲得了優(yōu)于Pt電極催化活性的FeS2 NRs陣列陰極結(jié)構(gòu),同時(shí)合成了形貌多樣的CuxS納米結(jié)構(gòu),并

2、探究了陰極材料的催化機(jī)理。主要取得了以下成果:
　　1.采用水熱法得到了于不同基底生長(zhǎng)的FeOOH納米棒(NRs)結(jié)構(gòu),如導(dǎo)電玻璃(FTO)、多孔硅(PS)和碳纖維;同時(shí)在PS基底上得到了納米花狀結(jié)構(gòu)(NFs)。結(jié)合“Fe3+離子水解”理論,通過控制Fe3+濃度實(shí)現(xiàn)了FeOOH納米棒(NRs)結(jié)構(gòu)可控的合成。
　　2.通過分別對(duì)FeOOH納米棒(NRs)陣列和Fe納米薄膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行硫化處理得到了P型FeS2納米棒(NRs)陣列

3、和FeS2顆粒薄膜結(jié)構(gòu),并將其用于染料敏化太陽(yáng)能電池(DSSCs)陰極結(jié)構(gòu)。其中,影響 DSSCs陰極材料性能的關(guān)鍵因素為催化位點(diǎn)數(shù)量、電極材料與電解液間的接觸勢(shì)壘和電荷的傳輸通道等。
　　3.通過調(diào)整“浸泡法”中Cu源的供應(yīng)速率得到了多種形貌的CuxS片狀納米結(jié)構(gòu),如納米片、納米墻和納米花等。同時(shí)也采用了離子交換的方法合成了其他多種非片狀CuxS納米結(jié)構(gòu),如反蛋白結(jié)構(gòu)和納米棒(NRs)陣列結(jié)構(gòu)。再者,通過EIS測(cè)試和浸泡實(shí)驗(yàn)分析