染料敏化太陽(yáng)能電池硫化物對(duì)電極研究.pdf

1、隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源問(wèn)題日益趨突出，是阻礙人類可持續(xù)發(fā)展的重大難題之一。染料敏化太陽(yáng)能電池（DSSCs）由于成本低廉、制備工藝簡(jiǎn)單、原材料豐富、環(huán)保無(wú)污染，在大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)中具有較大的優(yōu)勢(shì)而受到廣泛關(guān)注。染料敏化太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，主要由被染料敏化的納米晶TiO2工作電極、含氧化還原電對(duì)（I3-/I-）的電解質(zhì)和對(duì)電極三部分有序的組合而成。傳統(tǒng)的Pt對(duì)電極作為染料敏化太陽(yáng)能電池的重要組成部分，主要用于收集外電路電子，然后把電子

2、快速傳遞給電解質(zhì)中的氧化還原電對(duì)，且對(duì)于擴(kuò)散到對(duì)電極的氧化產(chǎn)物I3-具有很高的催化活性，同時(shí)還可以反射透過(guò)光，因此對(duì)電極性能的好壞極大的影響著電池的性能和效率。但Pt屬于稀有貴金屬，價(jià)格十分昂貴，因此不利于染料敏化太陽(yáng)能電池的大規(guī)模生產(chǎn)。因此研究能夠替代Pt對(duì)電極的廉價(jià)材料對(duì)于提高對(duì)電極的性能及降低對(duì)電極的制作成本就顯得尤為重要。本文致力于開(kāi)發(fā)成本低，性能良好的硫化物（硫化鈷、硫化鎳、硫化鉬）對(duì)電極材料用于替代傳統(tǒng)的Pt對(duì)電極應(yīng)用于染料

3、敏化太陽(yáng)能電池的對(duì)電極中。
　　本論文的主要內(nèi)容如下：
　　1.采用原位生長(zhǎng)水熱法制備得到不同反應(yīng)條件下的新穎的層片狀的硫化鈷（Co3S4）納米化合物，并生長(zhǎng)在FTO導(dǎo)電玻璃上作為對(duì)電極應(yīng)用于染料敏化太陽(yáng)能電池中。在160℃，20h的反應(yīng)條件下制備的硫化鈷對(duì)電極在染料敏化太陽(yáng)能電池中獲得了7.19％的光電轉(zhuǎn)化效率，與Pt對(duì)電極獲得的光電轉(zhuǎn)換效率7.22%相當(dāng)，與此同時(shí)，大大降低了染料敏化太陽(yáng)能電池的制備成本。
　　2.

4、采用原位生長(zhǎng)法制備得到透明的球塊狀硫化鎳、花瓣?duì)畹牧蚧f納米化合物，生長(zhǎng)在FTO導(dǎo)電玻璃上作為對(duì)電極，并將其應(yīng)用于雙面染料敏化太陽(yáng)能電池（bifacial DSSCs）中。當(dāng)正向單面照射時(shí)，硫化鎳與硫化鉬對(duì)電極分別獲得了13.58mA/cm2與13.08mA/cm2光電流密度與Pt對(duì)電極的光電流密度14.36mA/cm2相當(dāng)。當(dāng)正面照射并在反面加了一面平面鏡時(shí)，以透明的硫化鎳、硫化鉬為對(duì)電極的染料敏化太陽(yáng)能電池的光電流密度大大提升，獲得