染料敏化太阳能电池对电极La2Mo2O7复合MWCNTs非Pt催化剂的制备与性能

通过高温固相法对醋酸镧（C₆H₉O₆La·xH₂O）与高钼酸铵（（NH₄）₆Mo₇O₂₄·4H₂O）在一定条件下热解制备非Pt催化剂La₂Mo₂O₇（La₂O₃-2MoO₂）。进一步采用2种方法将La₂Mo₂O₇与多壁碳纳米管（MWCNTs）进行复合,一种是将La₂Mo₂O₇喷涂到MWCNTs表层之上得到La₂Mo₂O₇/MWCNTs,另一种是将两者均匀混合掺杂得到La₂Mo₂O₇@MWCNTs,再将上述2种复合材料应用于染料敏化太阳能电池对电极进行相应研究。通过扫描电子显微镜（SEM）表征了复合催化材料的微观形貌,X射线衍射（XRD）确定了微观结构。采用电流密度-光电压曲线、循环伏安,交流阻抗以及塔菲尔极化分析了材料的光电性能。实验结果表明在电解液I₃^-/I^-中,基于La₂Mo₂O₇/MWCNTs与La₂Mo₂O₇@MWCNTs的对电极,相同的条件下在光电池中获得的光电转换效率分别为6.09%和4.84%,明显高于MWCNTs的3.94%和La₂Mo₂O₇的0.87%。电极性能的提高可归因于La₂Mo₂O₇复合催化剂相对大的比表面积和高导电性。     

大面积全柔性染料敏化太阳能电池光电性能优化

设计并制作了大面积高效全柔性染料敏化太阳能电池（DSCs）.通过引入光散射层或施加机械压力,DSCs的光电转化效率有了大幅度提高.实验室小面积（0.4 cm×0.4 cm）柔性DSCs的光电转化效率达到5.50%.大面积（2 cm×3 cm,活性面积为2.7 cm²）DSCs的光电转化效率从未进行处理的1.52%上升到1.81%和2.50%,分别提高了20.0%和66.7%.5 cm×7 cm面积的DSCs（活性面积为16.2 cm²）的光是转化效率在未做任何优化处理的条件下达到了1.60%(光强40 mW·cm^-2).同时,本文对提高光电转化效率的机理进行了深入研究.电化学阻抗测试结果表明,加压法能明显减小电池的内部串联电阻（R_s）及TiO₂/染料/电解液界面间的传荷电阻(R_ct).扫描电镜结果也显示加压后TiO₂粒子之间粘结更加紧密,更利于电子在TiO₂薄膜中的传输及染料的吸附.另外,900 h的长期稳定性实验结果表明,制作的柔性DSCs的各项光电性能参数均无明显下降.该实验结果为柔性染料敏化太阳能电池的基础研究和大面积产业化技术研究奠定了基础.     

附着性能优异的碳对电极的制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用

通过引入一种低成本商业导电碳浆(CC)作为粘结剂, 以色素碳黑(Cb)作为催化材料, 成功制备了Cb-CC对电极. 着重解决传统碳对电极的主要问题, 即碳与导电基底的附着力问题. 附着力测试结果表明: CC的引入改善了Cb与导电基板之间的附着力, 同时增强了碳对电极的导电性和稳定性. 扫描电镜(SEM)结果显示, CC与Cb混合后, 碳膜的多孔结构依然存在, 即这种对电极能同时增加导电性和催化活性. 采用循环伏安(CV)和电化学阻抗谱(EIS)对Cb-CC对电极的催化活性进行了研究. 光电性能测试结果表明, 基于Cb-CC染料敏化太阳能电池(DSSC)的能量转换效率达到了6.54%, 进一步优化后, 当Cb和CC的质量比为23:77 时效果最佳, 达到最高效率6.81%. 此外, 基于Cb-CC的DSSC长期稳定性测试结果表明, 700 h后各项光电参数无明显下降. 该实验成果为增强整体电池的稳定性和促进低成本DSSC产业化奠定了基础.     

染料敏化太阳能电池对电极La2Mo2O7复合MWCNTs非Pt催化剂的制备与性能

通过高温固相法对醋酸镧（C₆H₉O₆La·xH₂O）与高钼酸铵（（NH₄）₆Mo₇O₂₄·4H₂O）在一定条件下热解制备非Pt催化剂La₂Mo₂O₇（La₂O₃-2MoO₂）。进一步采用2种方法将La₂Mo₂O₇与多壁碳纳米管（MWCNTs）进行复合,一种是将La₂Mo₂O₇喷涂到MWCNTs表层之上得到La₂Mo₂O₇/MWCNTs,另一种是将两者均匀混合掺杂得到La₂Mo₂O₇@MWCNTs,再将上述2种复合材料应用于染料敏化太阳能电池对电极进行相应研究。通过扫描电子显微镜（SEM）表征了复合催化材料的微观形貌,X射线衍射（XRD）确定了微观结构。采用电流密度-光电压曲线、循环伏安,交流阻抗以及塔菲尔极化分析了材料的光电性能。实验结果表明在电解液I₃^-/I^-中,基于La₂Mo₂O₇/MWCNTs与La₂Mo₂O₇@MWCNTs的对电极,相同的条件下在光电池中获得的光电转换效率分别为6.09%和4.84%,明显高于MWCNTs的3.94%和La₂Mo₂O₇的0.87%。电极性能的提高可归因于La₂Mo₂O₇复合催化剂相对大的比表面积和高导电性。