脈沖激光沉積-化學氣相沉積法制備過渡金屬硫化物及其光電化學性能研究.pdf

1、染料敏化太陽能電池(DSSCs)具有比其他光伏器件更多的優(yōu)點，即組裝簡單、環(huán)境友好、透明性和可塑性好等。貴金屬Pt由于其良好的導電性和較高的催化活性是常用的對電極材料，但是較高成本限制了其進一步的應用。為了降低成本，進一步提高電池性能，本文基于非Pt對電極材料，所研究內(nèi)容主要包括以下兩個方面:
　　1)設計了一種新型的脈沖激光沉積(PLD)和化學氣相沉積(CVD)兩步法制備一系列過渡金屬硫化物MS2(M=Mo、W、Fe、Co、Ni

2、)作為DSSCs的對電極。對所制備的不同過渡金屬硫化物MS2對電極材料進行表征:不同硫化物MS2的XRD圖與標準的PDF卡片比對，結果表明五種硫化物的結晶性都很好，不存在其它的相變和雜質。通過循環(huán)伏安(CV)、電化學阻抗譜(EIS)和塔菲爾(Tafel)，研究五種過渡金屬硫化物MS2對電極的催化效果。MoS2與NiS2的電極的電荷傳輸阻力分別為8.88和8.95Ω·cm2，與Pt的6.35Ω·cm2相接近，說明所制備的五種過渡金屬硫化物

3、均有與Pt相近的催化活性。采用制備的過渡金屬硫化物MS2對電極組裝成DSSCs，并通過I-V測試其光電轉換效率。結果表明:五種硫化物MS2材料作為對電極時，開路電壓、短路電流和填充因子均與Pt相近，最后得到的光電轉換效率均達到Pt電極的90％以上。
　　2)通過PLD和CVD兩步沉積法成功地制備出不同壓強(1Pa、5Pa、10Pa)下的CoSe2電極作為DSSCs的對電極。通過循環(huán)伏安(CV)、電化學阻抗譜(EIS)和塔菲爾(Ta

4、fel)測試方法研究不同條件下制備的CoSe2對電極催化效果。在1Pa、5Pa、10Pa條件下制備的CoSe2電極的電荷傳輸阻力Rct分別為1.10、2.48、1.76Ω·cm2，均小于Pt電極(6.35Ω·cm2)，說明所制備出的CoSe2電極具有比Pt更好的催化活性。采用不同壓強(1Pa、5Pa、10Pa)下制備CoSe2對電極組裝成DSSCs，并通過I-V測試其光電轉換效率。結果表明:1Pa下制備的CoSe2對電極的開路電壓、短路