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表面碳壳功能化的ZrO2作为纳米填料用于聚合物凝胶电解质基染料敏化太阳能电池

DOI：10.3390/nano9101418 期刊：Nanomaterials 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 我们制备了以聚乙二醇基聚合物凝胶电解质（PGEs）为基体、掺杂表面碳壳功能化ZrO?纳米颗粒（ZrO?-C）作为纳米填料（NFs）的染料敏化太阳能电池（DSSCs）。通过原子转移自由基聚合（ATRP）法，以聚乙二醇甲基醚甲基丙烯酸酯（POEM）为骨架聚合ZrO?后经碳化处理制得ZrO?-C。当ZrO?-C/PGEs中ZrO?-C含量为12 wt%时，DSSC的功率转换效率达到5.6%，高于纯PGEs体系（4.4%）。效率提升归因于ZrO?-C与聚乙二醇间的路易斯酸碱相互作用、ZrO?-C碳壳的催化效应——这些作用降低了电解质结晶度、增强了离子电导率、减小了对电极/电解质界面电阻并提高了电荷转移速率。结果表明：在PGEs中引入ZrO?-C能显著提升DSSCs性能。
作者： Seung Man Lim，Juyoung Moon，Gyo Hun Choi，Uoon Chul Baek，Jeong Min Lim，Jung Tae Park，Jong Hak Kim
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究通过将表面碳壳功能化的ZrO2纳米颗粒（ZrO2-C）作为纳米填料引入聚合物凝胶电解质（PGEs）来提升染料敏化太阳能电池（DSSCs）的性能。

研究成果

在PGEs中引入ZrO2-C通过增强离子导电性、降低界面电阻并提高电荷转移速率，有效提升了染料敏化太阳能电池的性能，从而获得更高的功率转换效率。

研究不足

该研究的局限性在于ZrO2-C和PGEs的制备采用了特定条件和材料，且染料敏化太阳能电池的性能可能因不同材料或条件而有所变化。

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