染料敏化太陽能電池硫化物對電極研究.pdf

1、隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源問題日益趨突出，是阻礙人類可持續(xù)發(fā)展的重大難題之一。染料敏化太陽能電池（DSSCs）由于成本低廉、制備工藝簡單、原材料豐富、環(huán)保無污染，在大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)中具有較大的優(yōu)勢而受到廣泛關(guān)注。染料敏化太陽能電池結(jié)構(gòu)簡單，主要由被染料敏化的納米晶TiO2工作電極、含氧化還原電對（I3-/I-）的電解質(zhì)和對電極三部分有序的組合而成。傳統(tǒng)的Pt對電極作為染料敏化太陽能電池的重要組成部分，主要用于收集外電路電子，然后把電子

2、快速傳遞給電解質(zhì)中的氧化還原電對，且對于擴(kuò)散到對電極的氧化產(chǎn)物I3-具有很高的催化活性，同時還可以反射透過光，因此對電極性能的好壞極大的影響著電池的性能和效率。但Pt屬于稀有貴金屬，價格十分昂貴，因此不利于染料敏化太陽能電池的大規(guī)模生產(chǎn)。因此研究能夠替代Pt對電極的廉價材料對于提高對電極的性能及降低對電極的制作成本就顯得尤為重要。本文致力于開發(fā)成本低，性能良好的硫化物（硫化鈷、硫化鎳、硫化鉬）對電極材料用于替代傳統(tǒng)的Pt對電極應(yīng)用于染料

3、敏化太陽能電池的對電極中。
　　本論文的主要內(nèi)容如下：
　　1.采用原位生長水熱法制備得到不同反應(yīng)條件下的新穎的層片狀的硫化鈷（Co3S4）納米化合物，并生長在FTO導(dǎo)電玻璃上作為對電極應(yīng)用于染料敏化太陽能電池中。在160℃，20h的反應(yīng)條件下制備的硫化鈷對電極在染料敏化太陽能電池中獲得了7.19％的光電轉(zhuǎn)化效率，與Pt對電極獲得的光電轉(zhuǎn)換效率7.22%相當(dāng)，與此同時，大大降低了染料敏化太陽能電池的制備成本。
　　2.

4、采用原位生長法制備得到透明的球塊狀硫化鎳、花瓣狀的硫化鉬納米化合物，生長在FTO導(dǎo)電玻璃上作為對電極，并將其應(yīng)用于雙面染料敏化太陽能電池（bifacial DSSCs）中。當(dāng)正向單面照射時，硫化鎳與硫化鉬對電極分別獲得了13.58mA/cm2與13.08mA/cm2光電流密度與Pt對電極的光電流密度14.36mA/cm2相當(dāng)。當(dāng)正面照射并在反面加了一面平面鏡時，以透明的硫化鎳、硫化鉬為對電極的染料敏化太陽能電池的光電流密度大大提升，獲得