多孔碳材料應(yīng)用于染料敏化太陽(yáng)能電池對(duì)電極的研究.pdf

1、染料敏化太陽(yáng)能電池由于成本低廉，制備工藝簡(jiǎn)單以及光電轉(zhuǎn)化效率高等特點(diǎn)，被認(rèn)為是新一代能夠?qū)崿F(xiàn)太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換技術(shù)的有效器件。對(duì)電極作為電池器件中一個(gè)重要的組成部分，起到收集從外電路傳遞來(lái)的電子并將碘三根離子還原為碘離子的催化作用。貴金屬Pt是最常用的對(duì)電極材料。但是Pt對(duì)電極的缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴以及在在腐蝕性電解液中長(zhǎng)期穩(wěn)定性差，從而限制了染料敏化太陽(yáng)能電池的實(shí)際應(yīng)用。為了解決上述問題，本文選用了價(jià)格低廉、性能穩(wěn)定以及催化性能較好的碳作為替代Pt

2、的對(duì)電極材料。同時(shí)，為了提高多孔碳對(duì)電極的催化活性，進(jìn)行了如下的研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴在檸檬酸的催化作用下，通過調(diào)控酚醛樹脂與F127有機(jī)-有機(jī)自組裝過程中的甲醛與間苯二酚的摩爾比（1:1,1:2,1:3），獲得了高度有序、有序以及無(wú)序結(jié)構(gòu)的介孔碳。EIS、Tafel極化、CV測(cè)試表明，相比較有序和無(wú)序的介孔碳，合成的高度有序介孔碳顯著提高了電解液離子的擴(kuò)散速率。⑵通過一步水熱路線，利用可溶性的酚醛樹脂作為碳前驅(qū)體,聚

3、苯乙烯作為大孔模板以及聚合物 F127作為介孔模板合成了具有大孔-介孔-微孔結(jié)構(gòu)的碳材料。電化學(xué)測(cè)試表明，相比較其他單一模式的孔結(jié)構(gòu)，多級(jí)孔結(jié)構(gòu)的碳材料由于電解液離子擴(kuò)散能力增強(qiáng)，催化活性位的利用增加，從而表現(xiàn)出更好的電催化性能和光電性能（7.22％）。⑶將不同量的石墨烯 GNS加入到介孔碳 OMC中制備了一系列的OMC/GNS復(fù)合組分。EIS，CV和Tafel測(cè)試表明合適比例的OMC/GNS復(fù)合物能夠發(fā)揮石墨烯與介孔碳的共組分催化效應(yīng)