染料敏化太阳能电池碳对电极的制备及性能

用超声破碎法制备染料敏化太阳能电池的碳对电极：以炭黑纳米颗粒和石墨粉为原料,通过超声破碎制备均匀分散浆料,并将浆料丝网印刷在氟掺杂的氧化锡导电玻璃上得到碳对电极。与溅射法制备的铂对电极相比,超声破碎法制备的碳对电极具有更快的电荷传递速率;用碳对电极组装的电池在标准太阳光（AM1.5、100mW/cm2）下的光电转换效率...     

染料敏化太阳能电池非铂对电极研究进展

对电极作为染料敏化太阳能电池（dye-sensitized solar cell,DSSC）的重要组成部分,对电极材料性能的好坏直接影响着染料敏化太阳能电池的光电转化效率。最常使用的对电极电催化材料是贵金属铂,而铂十分稀少而且价格昂贵,并且铂很容易被碘电解液腐蚀,不利于染料敏化太阳能电池的产业化发展。本文重点综述了2010年以来染料敏化太阳能电池非铂对电极的研究成果,简要说明了对电极在染料敏化太阳能电池中的作用,详细介绍了非铂金属、碳材料、导电聚合物和无机化合物等对电极材料,分析了各类非铂对电极材料的特点、制备工艺、发展前景、优缺点和改进措施。最后提出,继续开发各种成本低、原料易得以及稳定高效的新型非金属对电极材料仍是今后染料敏化太阳能电池研究的一个重要方向。     

多壁碳纳米管对电极染料敏化太阳能电池的制备及电化学性能

以钛酸丁酯为钛源,F：SnO2（FTO）为导电玻璃载体,通过溶胶–凝胶法制备TiO2光阳极;并用3种不同多壁碳纳米管（multi-walled carbon nanotubes,MWCNTs）制备对电极。利用X射线衍射仪和热重–差热分析对TiO2光阳极制备过程中晶体结构和热化学变化进行分析;采用扫描电子显微镜、红外光谱...     

聚苯胺对电极在染料敏化太阳能电池的应用

通过软模板在FTO(导电玻璃)上化学浴沉积球状纳米聚苯胺和粉末聚苯胺,将以上两种对电极与无模板化学浴沉积聚苯胺对电极进行对比,并通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)测试手段对这三种电极的表观形貌进行表征,对所制备三种电极进行了CV、EIS、Tafel、IV等电化学性能测试。结果表明:三种电极的表观形貌分别为球状结构聚苯胺、平整致密聚苯胺、蠕虫状聚苯胺,其中蠕虫状聚苯胺对电极因粗糙的表面和相对较大的厚度而具有较大的表面积,因此其催化活性位点也较多。而球状聚苯胺对电极则是三种电极中最有序的,规整的表面形貌使电极的导电性增加,加之其球状而产生的较大的表面积而使其光电转换效率在三种电极中最高,光电转换效率达到7.11%。     

染料敏化太阳能电池中炭对电极的研究进展

对电极是染料敏化太阳能电池(Dye-sensitized solar cells,SSC)的一个重要组成部分。炭材料以其廉价、高化学稳定性和热稳定性备受研究者们的青睐。近年来,许多研究者将炭材料应用于DSSC,并探究了炭材料对I3-还原反应活性和对电池效率的影响。主要针对国内外研究者制备炭对电极所使用的炭材料对I3-还原反应的催化活性和电池效率的影响进行了综述。     

染料敏化太阳能电池Pt/NiP/ITO对电极的制备和性能

在ITO导电玻璃表面化学镀NiP合金薄膜,然后电化学沉积Pt纳米粒子,形成染料敏化太阳能电池Pt/NiP/ITO对电极。优化了化学镀NiP合金的工艺条件;研究了NiP的结构和铂载量对Pt/NiP/ITO电极形貌和催化活性的影响。采用原子力显微镜分析Pt/NiP/ITO电极的表面形貌;采用循环伏安法、电化学交流阻抗法表征其电化学性能;采用单体DSSC的光电流–电压曲线表征其光伏性能。测试结果表明,在ITO基体上化学镀NiP合金,提高了电极的导电性和光反射能力,改善了电极表面Pt粒子的分布,使电池的短路电流密度和光电转化效率分别提高了4%和11%。     

染料敏化太阳能电池碳基对电极的研究进展

作为第3代新型薄膜太阳能电池的代表之一,染料敏化太阳能电池(DSSCs)是近年来光伏领域的一个研究热点.对电极是DSSCs的一个关键组成部分,其功能是收集来自外电路的电子并实现电解质中I3-的催化还原.通常,DSSCs的对电极为贵金属铂(Pt),但Pt的储量有限、价格高昂、在电化学环境中稳定性差,这些缺点很大程度上增加...     

柔性染料敏化太阳能电池材料制备工艺参数的优化

采用水热法制备TiO2纳米浆,与P25粒子和TiO2散射大粒子混合制成级配浆料。将所得的浆料涂敷在铟掺杂氧化锡-聚苯二甲酸乙二醇酯导电聚合物基板上,并在120～150℃进行热处理制成光阳极薄膜。利用溅射法制备Pt对电极,将其组装成柔性的染料敏化太阳能电池(dye-sensitized solar cell,DSC)。研究了对电极溅射时间、TiO2薄膜热处理温度、膜厚以及级配浆料中的酸添加量对电池光电性能的影响。结果表明:当对电极Pt溅射时间为30s,TiO2薄膜热处理温度为150℃,膜厚为10.5μm,浆料添加0.05mol/LHNO3时,柔性DSC的光电性能最好,光电转换效率可达4.05%。     

染料敏化纳米晶体TiO2太阳能电池的对电极结构

通过对染料敏化纳米晶体TiO2太阳能电池的对电极的结构进行改进，设计了一种可大容量储存电解质和补充电解质的新型对电极结构．当染料敏化纳米晶体TiO2太阳能电池因液态电解质挥发泄漏而失效时，可以对其进行液态电解质的及时补充，从而使失效的染料敏化纳米晶体TiO2太阳能电池重新恢复工作．该新型对电极结构为解决染料敏化纳米晶体TiO2太阳能电池由于液态电解质泄漏导致的寿命降低问题提供了一种新的解决方法．     

基于COFs-GO/PEDOT对电极的染料敏化太阳能电池研究

以氧化石墨烯(GO)为碳源,4-甲酰基苯硼酸和三(4-氨基苯基)胺依次作为接枝物,通过水热法合成了COF-GO,进而合成了v-COF-GO。考察了不同的原料配比对v-COF-GO对电极性能的影响,研究发现当GO与接枝物的质量比为1︰3时,接枝效果最好。用PEDOT和v-COF-GO相混合组成对电极,通过太阳光模拟测试,v-COF-GO的添加量为70 mg/mL时,DSSCs光电转化效率最高可达2.96%,填充因子为70%。     

磁控溅射法制备染料敏化太阳能电池Pt对电极

采用磁控溅射法,通过控制溅射时间在导电基底FTO上制备出了具有不同载Pt量的Pt/FTO对电极,分析了对电极的表面形貌、晶相结构、透过率等。同时,对不同光照模式下组装的染料敏化太阳能电池(dye sensitized solar cells,DSSCs)的光电性能进行了考察。实验表明,正照射模式下,溅射30 s制备的Pt/FTO对电极能获得优异的光电性能,其组装电池的最高能量转换效率达到8.3%,在正照射模式下具有很好的应用前景;由于所制备对电极透光性较差,背照射模式下组装电池的光电性能较低。     

量子点敏化太阳电池FTO/CoS/CuS对电极的制备与性能

摘要：本文采用恒电位电沉积方法在FTO导电玻璃表面依次沉积CoS和CuS,形成 FTO/CoS/CuS复合对电极用于量子点敏化太阳电池。确定了电沉积电位和电沉积时间,并研究了电沉积温度对电极形貌及电催化活性的影响。对电极的表面形貌和微观结构采用SEM和TEM方法进行表征;对电极的光反射性能采用紫外可见分光光度计进行测试;对电极的电化学性能通过测试交流阻抗、Tafel极化曲线以及J-V曲线进行表征。研究结果表明,FTO/CoS/CuS对电极与电解液界面处的电荷转移阻抗较低,具有更高的光反射率及电催化活性。与Au片、FTO/CoS和FTO/CuS对电极相比,光电转化效率分别提高了132.9%,46.6%,26.9%。     

Theoretical modelling of the electrode thickness effect on maximum power point of dye‐sensitized solar cell

The maximum power point (MPP) of a dye‐sensitized solar cell (DSSC) is often more important than the open‐circuit voltage and the short‐circuit current as MPP better represents the DSSC power output and energy conversion efficiency. In this investigation, the DSSC J–V characteristics and MPP were studied using a simple theoretical electron diffusion model. Parametric analyses were performed to determine the particular effect of electrode thickness on the MPP output. The analytical results are well consistent with the experimental results published in the literature. In the optimization analysis, it was specially found that the optimal electrode thickness for the highest MPP is rather insensitive to the operating conditions. It implies that an optimally designed DSSC can be always operated at its highest MPP regardless of any geographical, seasonal, and solar hour factors. Such an important attribute facilitates the design and manufacture of DSSC for worldwide commercialization at competitive costs.     

过氧化钛配合物(PTC)体系在柔性染料敏化太阳能电池中的应用

本文利用水性过氧化钛配合物(peoxotitanium complex:PTC)前驱体可低温合成锐钛矿TiO2溶胶的特性,将其用作柔性染料敏化太阳能电池(DSSC)中的光阳极材料的成膜助剂.研究发现:加入基于PTC制得的TiO2溶胶可以明显提高DSSC的光电转换性能,在制备DSSC的浆料中加入10%(体积分数)的基于PTC制得的TiO2溶胶后,电池的光电效率可以提升50%.我们进一步研究了光电转换效率的影响因素,结果表明,溶胶的加入量和反应时间均有一最佳值,当基于PTC的TiO2溶胶添加量为10%,反应时间为9h,所得到电池的光电性能最好.     

Preparation of Low Loading Pt/C Catalyst by Carbon Xerogel Method for Ethanol Electrooxidation

Low platium loading Pt/C catalyst was prepared by direct Pt-embedded carbon xerogel method. The Pt content of the as-prepared Pt/C is about 4.32 wt% and has a typical polycrystalline phase. Textural and structural characteristics of the catalysts were characterized by XRD, EDS and BET. Pt-embedded in carbon xerogel increases the specific surface area and pore volume of the X-Pt/C during carbon gelation and the carbonization process. Electrochemical characteristics of the catalysts for ethanol electrooxidation were measured. The results indicated that the as-prepared 4.32 wt% Pt/C has higher mass current density in ethanol electrooxidation as compared to the 20 wt% Pt/C. This may be due to the high roughness of the Pt surface that is formed during the carbon gelation and carbonization process.     

Synthesis of quaternized ammonium iodide‐containing conjugated polymer electrolytes and their application in dye‐sensitized solar cells

A series of conjugated polymer electrolytes (CPEs) comprising fluorene/carbazole or thiophene/carbazole backbones with quaternized ammonium iodide groups were synthesized and used in polymer solution and polymer gel electrolytes in dye‐sensitized solar cells (DSSCs). The photovoltaic (PV) performances became markedly poorer with increasing CPE content for the DSSCs based on polymer solution electrolytes. However, the PV performances were not significantly affected with increasing CPE content for the DSSCs fabricated from poly(ethylene oxide) (PEO)/CPE blend‐based gel‐type electrolytes. Moreover, higher PV efficiencies and stabilities were obtained for the DSSCs based on PEO/CPE blend gel electrolytes as compared to the DSSCs based on PEO gel electrolyte. The electrochemical impedance and PV properties of the DSSCs based on polymer solution electrolytes and on polymer gel electrolytes were determined as a function of the CPE concentration. Copyright © 2010 Society of Chemical Industry     

Pt/PAn/GC电极的制备及对甲酸电催化氧化性能的研究

利用循环伏安法电聚合导电高分子聚苯胺，并制备了Pt／PAn／GC电极和Pt／GC电极，优化了苯胺在玻碳电极上的聚合条件，用在H2SO4中的循环伏安曲线对其进行了表征，Pt／PAn／GC电极的制备提高了Pt的分散度，增加了催化剂Pt的利用率。实验结果表明Pt／PAn／GC电极对甲酸电氧化的催化活性明显高于Pt／GC电极和Pt电极，正向扫描和反向扫描时对应的氧化峰电位分别是0．68V、0．45V。峰电流为54．23mA／cm^2和84．23mA／cm^2，为Pt／GC电极的修饰电极1．7倍和1．9倍，为Pt片电极的3．8倍和4．9倍，有效地提高了铂微粒的催化活性，并得到聚合苯胺的最佳条件为扫描速度50mV／s、扫描上限1．2V。     

乙二醇稳定的Pt/C催化剂的制备与表征

以乙二醇(EG)兼作溶剂和稳定剂,分别通过NaBH4和EG还原法制备了高度细化与分散的Pt/C催化剂,对其形貌、组成、结构和电化学活性比表面等进行了表征比较,并测试了它们对甲醇与乙醇电催化氧化的活性. 结果表明,2种催化剂中,Pt均为面心立方结构,粒径小且分布窄,在炭黑载体上分散均匀,单位质量Pt对甲醇与乙醇电催化氧化的活性相当;NaBH4还原法所制Pt/C催化剂中Pt0和Pt(220)晶面含量更高,Pt对甲醇与乙醇电催化氧化的峰电流密度分别为0.68与0.67 mA/cm2,分别是EG还原法所制Pt/C催化剂的1.2倍;2种催化剂对甲醇与乙醇电催化氧化的活性均与商品E-TEK催化剂相当.