碳球和碳化鉬球的制備及其在染料敏化太陽能電池中的應用.pdf

1、作為染料敏化太陽能電池(dye-sensitized solar cells，DSCs)重要的組成部分，對電極既起到催化劑的作用，也為氧化還原電對再生反應提供場所。雖然，傳統(tǒng)的鉑(Pt)對電極是很好的催化材料，但是自身存在不足。它成本昂貴、儲量有限，并且易被電解液腐蝕。從長遠看，這些不足限制Pt在DSCs中的應用。本文主要開發(fā)球形催化材料，包括球形碳和球形碳化鉬，并對其進行形貌表征、性能測試，具體內容如下:
　　采用水熱法成功合成

2、實心碳球(SCS)、空心碳球(HCS)和開口空心碳球(OCS)，并將其作為對電極催化材料分別應用到以I3-/I-和T2/T-為氧化還原電對的DSCs中。形貌表征結果顯示，SCS和HCS呈現(xiàn)漂亮的球形結構，OCS呈現(xiàn)了開口的球形結構。性能測試結果表明，無論在傳統(tǒng)的I3-/I-電解液還是新型的T2/T電解液里，三種碳球具有出色的催化性能，其中OCS表現(xiàn)最佳，這主要得益于OCS表面的開口，可以使電解液很好地滲透到碳球的內部，使碳球內表面得到充

3、分利用。開口空心碳球不僅可以在DSCs中應用，而且對于藥物傳遞、納米器件和吸附等領域也具有重要意義。同樣采用水熱法成功合成碳化鉬球(M02C-MSs)，并將其作為對電極材料應用到DSCs中。分別進行表征、測試和分析，無論在傳統(tǒng)的I3-/I-電解液還是新型的T2/T-電解液里，M02C-MSs表現(xiàn)出不俗的催化活性。在I3-/I-電解液中的電池效率達到7.28％，在新型T2/T-電解液中，M02C-DSCs獲得5.47％的電池效率，超過Pt