過(guò)渡金屬氮化物和碳化物的合成及在染料敏化太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用.pdf

1、對(duì)電極是染料敏化太陽(yáng)能電池(DSCs)的重要組成部分，Pt是最常用的對(duì)電極催化劑，起到催化劑的作用，但由于貴金屬Pt價(jià)格昂貴且儲(chǔ)量有限，因此需要尋找理想的催化材料來(lái)代替Pt作為對(duì)電極催化劑應(yīng)用到DSCs中。本文主要合成了氮化物和碳化物并將其作為對(duì)電極催化材料應(yīng)用于DSCs，并且通過(guò)循環(huán)伏安、塔菲爾極化曲線、電化學(xué)阻抗和J-V測(cè)試等技術(shù)手段說(shuō)明了形貌對(duì)氮化釩和碳化鉬的催化性能的影響。
　　首先，利用金屬氯化物-尿素法成功合成了氮化鈮

2、和碳化鉻，并通過(guò)調(diào)控反應(yīng)物的用量和使用多種方法制備出了一系列的不同形貌的氮化釩和碳化鉬。系統(tǒng)研究了材料的種類及微觀結(jié)構(gòu)與催化性能之間的關(guān)系。然后通過(guò)循環(huán)伏安、塔菲爾極化曲線、電化學(xué)阻抗測(cè)試對(duì)催化材料在不同電解液I3-/I-、T2/T-和Co3+/Co2+中的表現(xiàn)進(jìn)行了研究。發(fā)現(xiàn)這些非鉑催化材料，豌豆型氮化釩（VN-peas）、小立方體氮化釩(VN-S)和大立方體氮化釩(VN-L)在T2/T-電解液中，納米管碳化鉬(Mo2C-Nt)在Co

3、3+/Co2+電解液中都獲得了比鉑還要好的催化活性，說(shuō)明開發(fā)的非鉑催化材料不僅適用于傳統(tǒng)的碘氧化還原對(duì)體系也適用于新型有機(jī)氧化還原對(duì)和Co3+/Co2+氧化還原電對(duì)體系。如Mo2C-Nt組裝的DSCs在Co3+/Co2+電解液獲得了比Pt對(duì)電極的效率(9.41％)稍高的電池效率9.53％。
　　綜上所述，本論文合成了一系列非鉑催化材料，并將其用于染料敏化太陽(yáng)能電池中，極大擴(kuò)展了對(duì)電極催化材料的選擇范圍，同時(shí)降低了染料敏化太陽(yáng)能電池