十二烷基硫酸鈉對聚苯胺對電極性能影響的研究.pdf

1、染料敏化太陽能電池(Dye-sensitizedsolarcell，DSSCs)以其綠色環(huán)保、能量轉(zhuǎn)換效率高、生產(chǎn)成本低、制備工藝簡單等優(yōu)點(diǎn)，一直受到研究者的高度關(guān)注。其中對電極擔(dān)負(fù)著催化電解質(zhì)中氧化還原反應(yīng)以產(chǎn)生電子，并且將這些電子傳遞回電解質(zhì)中的作用，是DSSCs的重要組成部分。至今，鉑(Pt)因?yàn)榫哂袃?yōu)異的導(dǎo)電性能、催化性能和電化學(xué)性能，一直是DSSCs中最常用的對電極材料。然而，Pt價(jià)格高昂，并且在電解質(zhì)中容易被腐蝕的缺點(diǎn)大大降

2、低了它的實(shí)用性。因此研究者把目光放在了其他廉價(jià)的材料上，例如碳材料、導(dǎo)電聚合物和硫化物等。在這些材料中，導(dǎo)電高分子聚苯胺（Polyaniline，PANI）由于導(dǎo)電率高、對I3-還原反應(yīng)的催化活性強(qiáng)、環(huán)境穩(wěn)定性好、價(jià)格低廉且合成方法多樣，因而被認(rèn)為是一種有望替代Pt的對電極材料。而表面活性劑在聚合溶液中能夠顯著地修飾聚合產(chǎn)物的形貌、共軛性、摻雜度和導(dǎo)電性等性能。因此，本文中研究了以下內(nèi)容:
　　(1)在室溫下，通過在聚合溶液中添加

3、十二烷基硫酸鈉(SDS)作為表面活性劑和摻雜劑，用電化學(xué)的方法在FTO玻璃表面聚合上PANI薄膜，并將這種PANI對電極(CE)應(yīng)用于染料敏化太陽能電池中。聚合溶液中SDS的引入大大提高了在這種條件下制備的PANI薄膜對I3-離子還原反應(yīng)的催化活性?；谶@種PANICEs的DSSCs取得了高達(dá)6.97％能量轉(zhuǎn)化效率，是基于PtCE電池效率(7.48％)的93％。這個(gè)結(jié)果表明，在SDS存在的情況下制備的PANI薄膜可作為貴金屬Pt的取代材

4、料應(yīng)用于DSSCs的對電極中。
　　(2)通過在一系列含不同SDS濃度的溶液中聚合得到不同PANIs(PANI-SDSs)對電極，研究了SDS濃度對PANI聚合過程和性質(zhì)的影響規(guī)律。掃描電鏡、紫外-可見吸收光譜圖、X射線光電子能譜、循環(huán)伏安、雙電層電容、電化學(xué)阻抗等測試結(jié)果表明，SDS濃度對PANI對電極的形貌、聚合度、摻雜率、氧化結(jié)構(gòu)和對I3-/I-催化活性都有影響，當(dāng)SDS濃度為0.1M時(shí)，PANI-SDS具有最高的導(dǎo)電性能和