染料敏化太陽能電池用過渡金屬化合物對電極材料的研究.pdf

1、染料敏化太陽能電池(DSSCs)，是一種高效的太陽能轉(zhuǎn)換器件，主要由光陽極、電解質(zhì)和對電極組成。其中，對電極承擔(dān)收集電子和催化電解質(zhì)中I3-還原反應(yīng)的作用，是DSSCs研究工作中不可忽視的內(nèi)容。金屬Pt具有優(yōu)良的導(dǎo)電性和電催化能力，是目前性能穩(wěn)定且高效的對電極材料。然而，有限的儲(chǔ)量和分布嚴(yán)重不均決定了Pt價(jià)格高昂，不宜大范圍使用。因此，研究高效非鉑對電極將具有重要的實(shí)際意義。本論文的主要工作是研究新型的過渡金屬化合物非鉑對電極，并探索其

2、中的電催化活性位分布及動(dòng)力學(xué)傳質(zhì)過程等問題。主要包括以下兩部分:
　　一、基于不同形貌二硫化鉬電極材料，研究電極電催化活性位分布與形貌的關(guān)系，以及對電化學(xué)性能的影響。采用剝離的方法，從多層MoS2(ML-MoS2)制各了二維片狀的類石墨烯形態(tài)的有限層MoS2(FL-MoS2);通過高溫?zé)峤饬虼f酸銨，制備了MoS2納米顆粒(MoS2-NPs)。作為對電極材料，三種不同形貌的MoS2對電極相應(yīng)的DSSCs轉(zhuǎn)化效率呈現(xiàn)如下順序:MoS

3、2-NPs＞ML-MoS2＞FL-MoS2。經(jīng)過XRD和TEM分析，MoS2納米顆粒暴露的(100)晶面明顯多于多層MoS2和有限層MoS2。綜合電化學(xué)阻抗分析和吸附實(shí)驗(yàn)等結(jié)果，證明對于I3-的還原反應(yīng)，MoS2的催化活性位分布在(100)晶面的邊緣，而不是基面(002)上。
　　二、研究Fe3C/C復(fù)合物的合成和作為對電極材料的電化學(xué)性能，探索復(fù)合物中碳對電極性能的內(nèi)在影響等深層原因。通過一步高溫?zé)峤夥ㄖ苽淞艘幌盗胁煌己康腇