染料敏化太陽能電池陰極材料的研究.pdf

1、在染料敏化太陽能電池(DSSCs)三明治結構中,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;結合P型半導體陰極的特點,可以推測出P型過渡金屬硫化物有望作為優(yōu)異的陰極材料。本論文設計并獲得了優(yōu)于Pt電極催化活性的FeS2 NRs陣列陰極結構,同時合成了形貌多樣的CuxS納米結構,并

2、探究了陰極材料的催化機理。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的FeOOH納米棒(NRs)結構,如導電玻璃(FTO)、多孔硅(PS)和碳纖維;同時在PS基底上得到了納米花狀結構(NFs)。結合“Fe3+離子水解”理論,通過控制Fe3+濃度實現(xiàn)了FeOOH納米棒(NRs)結構可控的合成。
　　2.通過分別對FeOOH納米棒(NRs)陣列和Fe納米薄膜結構進行硫化處理得到了P型FeS2納米棒(NRs)陣列

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