硫化物催化材料的合成及在染料敏化太陽能電池中的應用.pdf

1、降低電池制作成本和提高光電轉換效率是染料敏化太陽能電池(Dye-sensitized solar cell，DSC)能否實現(xiàn)應用的兩個重要條件。因而越來越多的學者將研究焦點放在找尋能替代稀缺金屬Pt的對電極催化材料上。在已有的文獻中,幾乎未見有將硫化物與碳材料結合形成復合材料并用于DSCs對電極的相關報道。因此，本文研究了In2.77S4-Cc和NiS-Cc兩種復合材料在DSCs中的催化性能。
　　首先，采用水熱法合成In2.77

2、S4催化材料，并通過XRD和SEM對合成材料進行材料表征，將In2.77S4制作對電極應用在DSC中，效率僅為4.81％。采用導電碳(Cc)對In2.77S4材料進行摻雜得到In2.77S4-Cc復合材料并應用于DSC中。通過光電效能測試，電化學阻抗測試，循環(huán)伏安法以及Tafel極化曲線的測試系統(tǒng)研究了復合材料的催化性能，實驗結果表明:In2.77S4-Cc復合材料對I3-/I-的循環(huán)再生表現(xiàn)出較高的催化性能，當In2.77S4與Cc質

3、量比為1∶4時達到最高的光電轉換效率(8.71％)，與Pt的(8.75％)接近。
　　然后，分別制備了NiS-Cc和NiS-Ca（活性炭）復合材料，并用于DSCs中，研究Cc與Ca添加量對DSCs光電轉換效率的影響。實驗結果表明:與純的NiS相比較，兩種碳材料的添加均不同程度上增大了DSCs的光電轉換效率。NiS-Cc復合材料展示了優(yōu)于NiS-Ca的電催化性能。當NiS與Cc的質量比為1∶4時，獲得了可以與Pt(8.29％)相媲美