炭黑復(fù)合對(duì)電極的制備及其性能研究.pdf

1、染料敏化太陽(yáng)能電池(Dye-sensitized solar cell,DSSC)是一種新型太陽(yáng)能電池,具有制作成本低,工藝簡(jiǎn)單,性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。其中,對(duì)電極材料是DSSC中重要的組成部分之一,起著收集電子和催化還原I3-的作用。常用的對(duì)電極材料有鉑、碳材料和導(dǎo)電聚合物等。本文以炭黑為對(duì)電極材料,利用其具有的高導(dǎo)電率、大比表面積、強(qiáng)催化活性和對(duì)含碘液體電解質(zhì)良好的耐腐蝕性能等優(yōu)點(diǎn),通過(guò)與其他材料雜化作用進(jìn)行改性,相關(guān)主要內(nèi)容如下:

2、>　　 1、以炭黑為原料,乙基纖維素為粘合劑,采用絲網(wǎng)印刷法制得純炭黑電極,研究了不同乙基纖維素含量、煅燒溫度、表面活性劑對(duì)制備電極及其組裝器件的影響。結(jié)果顯示:隨著乙基纖維素含量的減少,電池光電轉(zhuǎn)換效率有所提高,但碳膜易脫落,影響電池的穩(wěn)定性；當(dāng)炭黑與乙基纖維素的質(zhì)量比為4:1時(shí),電池性能較好且較穩(wěn)定；碳膜在高溫煅燒后呈多孔狀,450℃煅燒后的碳膜具有較多的微孔且孔徑較大,有利于電池內(nèi)部電子的擴(kuò)散,電子傳輸電阻減小,電池短路電流增大

3、；表面活性劑的添加在一定程度上提高了電池的光電性能,與TOAB相比,乳化劑OP-10的效果更佳,光電轉(zhuǎn)換效率從3.17％提高到3.75％。
　　 2、通過(guò)在碳漿料中添加半導(dǎo)體納米氧化物制備了P25／CB電極和ZnO／CB電極。結(jié)果發(fā)現(xiàn):添加納米P25和ZnO之后,P25／CB復(fù)合電極和ZnO／CB復(fù)合電極的表面比單一CB電極表面龜裂程度降低；循環(huán)伏安測(cè)試顯示,與純炭黑電極不同,P25／CB電極經(jīng)180℃燒結(jié)可獲得更正的還原電位；

4、當(dāng)P25和ZnO的摻雜量分別為30wt％和5wt％時(shí),電池光電轉(zhuǎn)換效率較高,與純炭黑電極組裝的DSSC相比,分別提高到5.03％和下降到2.49％；同時(shí)EIS圖也表明P25的摻雜減小了對(duì)電極上電子傳輸電阻和串聯(lián)電阻,而ZnO則使其相反。
　　 3、分別采用絲網(wǎng)印刷法和熱分解法制備摻雜Ag和Pt的炭黑復(fù)合薄膜電極,研究了Ag不同摻雜方法和Pt不同摻雜量對(duì)電池的光電性能影響。結(jié)果表明:Ag的摻雜并沒(méi)有提高電池性能,尤其是在Ag膜上添