氧化釩-碳復(fù)合材料的合成及其在染料敏化太陽(yáng)能電池中對(duì)碘電對(duì)催化性能的研究.pdf

1、高性能和低成本染料敏化太陽(yáng)能電池(dye-sensitized solar cells，DSCs)對(duì)電極的研究在近年來(lái)受到廣泛關(guān)注。在對(duì)電極材料中具備出眾的導(dǎo)電性和高催化活性的金屬鉑作為一種稀有的貴金屬用于催化劑，成本高，由于長(zhǎng)期浸漬在電解液中而缺乏穩(wěn)定性。由此金屬氧化物以其低成本、熱力學(xué)穩(wěn)定、高催化性能而作為最佳替代鉑的對(duì)電極材料。某些氧化物半導(dǎo)體材料已經(jīng)被證明能提高對(duì)I-/I3-碘的催化活性。另外碳質(zhì)材料也是相當(dāng)有吸引力的替代鉑電極

2、材料，由其電子導(dǎo)電率高、表面積大、耐腐蝕、高反應(yīng)活性和低成本。因此結(jié)合上述金屬氧化物和碳材料的優(yōu)點(diǎn)，本文以釩的氧化物和低成本碳材料為重點(diǎn)，尋求一個(gè)更有潛力的方法來(lái)制備金屬氧化物等催化劑減少DSCs的成本并希望收獲具有相當(dāng)良好的催化活性的材料。
　　通過(guò)多種不同制備方法如熱分解法、溶膠凝膠法、水熱法等合成V2O5，并將其作為對(duì)電極材料用于DSC對(duì)電極中以檢測(cè)在I-/I3-電解液中的光伏性能。通過(guò)對(duì)比較四種性能較高的樣品對(duì)其形貌結(jié)構(gòu)、

3、比表面積、電催化性能進(jìn)行分析研究。此外，比較中發(fā)現(xiàn)助劑檸檬酸可以改善樣品的電阻并提高催化性能。
　　采用氮?dú)獗Ｗo(hù)下，高溫煅燒偏釩酸銨的方法得到V2O3，并在合成中加入不同比例的活性炭得到V2O3/C復(fù)合材料。將制備的復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和催化性能進(jìn)行表征。同時(shí)將其作為對(duì)電極材料應(yīng)用于DSC中，復(fù)合材料較單一材料的光伏性能得到提高，且中間比例2∶3的最好，這歸功于氧化釩和活性炭間的協(xié)同配合。
　　利用可溶性糖（淀粉、糊精和葡萄糖）作

4、為碳源，在雙氧水溶解狀態(tài)V2O5的溶膠以不同比例搭配，按參與溶膠反應(yīng)和不參與溶膠反應(yīng)形成共溶膠，得到兩種不同形式的前驅(qū)體，在不同溫度和時(shí)間下，對(duì)得到的產(chǎn)物進(jìn)行表征，并將其作為對(duì)電極在DSC中的應(yīng)用。參與溶膠反應(yīng)和不反應(yīng)的共溶膠在高溫氮?dú)庀伦茻?，?dāng)配比較低時(shí)分別得到了片狀和圓球狀V2O3。當(dāng)糖類比例增加時(shí)，樣品中殘留著煅燒后的碳，產(chǎn)生了含碳復(fù)合材料。材料的導(dǎo)電性和電流密度均得到提高，在2∶1時(shí)樣品的表現(xiàn)的效率最好，當(dāng)擴(kuò)大到4∶1時(shí)，碳的過(guò)