硫化物合成及其在染敏太陽能電池中的應(yīng)用.pdf

1、對電極作為染料敏化太陽能電池（dye-sensitized solar cells，DSC）三個重要組成部分之一，最常使用的催化材料是貴金屬Pt。但由于Pt價格昂貴，并且易被碘電解液腐蝕，所以極大限制了基于Pt作為對電極的DSC商業(yè)化進程。為了降低DSC的制作成本以及提高其穩(wěn)定性，研究并開發(fā)低成本、高效的DSC對電極非鉑類催化材料就顯得至關(guān)重要。
　　 近年來，硫化物材料因資源豐富、安全、環(huán)境友好、化學性質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用

2、于石油產(chǎn)品的催化、潤滑材料和耐高溫材料等領(lǐng)域，但將硫化物用于DSC對電極材料的文獻鮮有報道。本文合成幾種不同的硫化物，將其與不同碳材料摻雜形成復合材料，并將硫化物及復合材料分別用作DSC對電極材料，組裝電池，測試其光電性能，得到如下結(jié)論:
　　 首先，通過改進合成方法獲得形貌可控的ZnS和MoS2粒子，分別以這兩種材料制作DSC的對電極。以ZnS為對電極催化材料的DSC效率為1.40％，以MoS2為對電極催化材料的DSC效率達到

3、6.44％。
　　 其次，對ZnS和MoS2兩種硫化物分別進行不同質(zhì)量比的碳摻雜，得到復合材料。碳材料包括活性碳(Ca)、導電碳粉(Cc)和碳納米管(CNTs)。其中以Ca、Cc和CNTs摻雜ZnS作為對電極材料的DSC效率分別為3.30％、5.33％和4.82％，以Ca、Cc和CNTs摻雜MoS2作為對電極材料的DSC效率分別為6.84％、4.96％和7.29％。由此可見，加入具有良好導電性和抗腐蝕性的活性碳、導電碳粉和碳納米

4、管后，較好地改善了硫化物材料對催化傳統(tǒng)氧化還原電對(I3-/I-)循環(huán)反應(yīng)的催化性能。
　　 最后，通過塔菲爾極化曲線(Tafel)、循環(huán)伏安(C-V)和電化學阻抗(EIS)實驗進行了硫化物材料及復合材料對I3-/Ir電對的催化機理研究。發(fā)現(xiàn)ZnS和MoS2以及其碳摻雜復合材料在對傳統(tǒng)氧化還原電對（I3/I-）的還原反應(yīng)中均表現(xiàn)出較高的催化性能。
　　 綜上所述，本論文合成了兩種硫化物催化材料，并將其與不同碳材料摻雜形成