染料敏化太陽能電池對電極催化材料的制備及研究.pdf

1、染料敏化太陽能電池(DSSC)作為一種新型太陽能電池，具有高能量轉換效率，低制作成本，綠色環(huán)保和輕便簡易等諸多優(yōu)點，成為當下被廣泛研究的光伏器件之一。染料敏化太陽能電池主要由TiO2光陽極,對電極和電解液組成。其中，對電極主要負責收集從外電路來的電子，催化氧化還原電子對（Iˉ/ I3ˉ）的循環(huán)再生，因此，對電極催化材料的性能對整個電池系統(tǒng)的性能優(yōu)劣有著十分重要的影響。常用的金屬鉑對電極盡管具備極好的電催化性能，但因為制作成本極高，嚴重影

2、響了的DSSC的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)和廣泛應用，因此尋找一種高效低成本的鉑的替代材料成為對電極研究的熱點。本論文主要采用 CuInS2納米晶與碳納米纖維基質(zhì)相結合的思路來制備高效低廉的對電極催化材料。主要工作如下：
　?。?）以聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、CuCl2、InCl3、C2H5NS和石墨烯(GO)為紡絲原料，通過靜電紡絲和碳化的方法，使 PVP分解，分別制得 CuInS2和GO+CuInS2兩種納米纖維，將其分別作為DSSC的對電極

3、材料，通過交流阻抗和塔菲爾等化學方法測試了電極和電池的電催化性能和界面性質(zhì)。結果表明，基于CuInS2和 GO+CuInS2兩種樣品對電極的DSSC的能量轉換效率分別達到5.27％和5.93%。
　?。?）以聚丙烯腈（PAN）、CuCl2、InCl3、C2H5NS和石墨烯(GO)為紡絲原料，采用靜電紡絲和碳化的方法，依次制得CIS/C，p-CIS/C，p-RGO@CIS/C三種復合納米纖維。其中，p-RGO@CIS/C納米纖維作為

4、DSSC的對電極材料時，展示了比p-CIS/C和CIS/C對電極更佳的催化性能，組裝的DSSC的能量轉換效率達到7.23%，超過標準的鉑對電極，這主要與其特殊的分級多孔結構和較大的比表面積有關。
　?。?）利用常見生活垃圾—雞蛋殼膜（ESM）作為原料，通過簡單的液相浸漬和碳化的方法制備了負載CuInS2的碳化的雞蛋殼膜（CESM），并作為DSSC的對電極材料。該 CESM-CuInS2復合材料呈現(xiàn)三維多孔的納米纖維網(wǎng)絡結構，CuI