低溫制備的新型碳基對電極的DSCs光電性能研究.pdf

1、染料敏化太陽電池(DSCs)具有低成本、工藝簡單及可柔性化等特點,因此,將層結(jié)構(gòu)可控的石墨烯納米薄片(GNs)引入到DSCs對電極中,并結(jié)合介孔碳等多種碳材料,通過低溫制備(120℃)構(gòu)建出不同類型的碳基對電極,系統(tǒng)地考察了相應(yīng)器件的光電性能,同時分析了性能改善的主要原因,為DSCs的低成本化、柔性化、高效化提供基礎(chǔ)。研究表明:
　　 隨著石墨/活性碳對電極中活性碳含量增加,轉(zhuǎn)換效率(η)隨之呈線性增加,而填充因子(FF)也呈拋

2、物線增加。Η的改善歸功于電荷轉(zhuǎn)移阻抗(RcT)和Nernst擴散阻抗(Zp)的減小。此外,在石墨對電極中引入銀漿料能提升效率。
　　 通過調(diào)整工藝和前驅(qū)體,采用氧化還原法實現(xiàn)GNs層數(shù)在2-10之間調(diào)控。引入對電極后,隨GNs層數(shù)增加,η先增加后減小,當層數(shù)為5時達到最大。經(jīng)300℃二次熱處理,活性點的釋放使GNs對電極的RcT和Zp明顯減小,從而使η從1.17％增加到2.07%,增幅達到77%。
　　 GNs分別與球磨

3、石墨、活性碳、介孔碳復合組成的對電極的光電性能隨著GNs層數(shù)和含量不同而改變:當層數(shù)為5時,三種對電極的光電性能均最優(yōu);當GNs的含量為16.7%時,三種對電極的η均最佳,其中球磨石墨對電極光電性能的改善尤為顯著。彌散分布在對電極中的GNs能起“橋梁效應(yīng)”,通過改善串阻(Rs),進而提高光電性能。光電極及電解質(zhì)經(jīng)優(yōu)選后,GNs/球磨石墨、GNs/活性碳和GNs/介孔碳對電極組裝的DSCs的η分別增加到2.46%、5.50%和8.22%,