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喷涂法制备的硫化铅纳米晶体作为无铂染料敏化太阳能电池（DSSCs）的高效对电极材料

DOI：10.1016/j.solener.2019.09.035 期刊：Solar Energy 出版年份：2019 更新时间：2025-09-16 10:30:52
摘要： 本研究旨在用低成本硫化铅（PbS）替代铂等昂贵的对电极材料。以黄原酸铅为前驱体材料合成PbS，将不同浓度的前驱体溶液喷涂于导电玻璃基底后，在空气氛围中经不同温度与时间热处理。当在120°C加热2小时时形成立方晶系PbS晶体。通过场发射扫描电镜（FESEM）和X射线粉末衍射（XRD）分析证实所得PbS纳米晶体不含前驱体残留。循环伏安法（CV）测试表明PbS晶体具有良好的电化学性能。结果显示PbS作为催化剂材料在对电极中表现出优异催化活性，优化条件下PbS基染料敏化太阳能电池（DSSC）的功率转换效率（PCE）达4.71%，略低于相同条件下制备的铂基器件（5.34%）。
作者： Umer Mehmood，Anwar Ul Haq Khan
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

在染料敏化太阳能电池（DSSCs）中用低成本硫化铅（PbS）替代昂贵的铂等对电极材料。

研究成果

已成功制备出作为染料敏化太阳能电池(CE)催化材料的硫化铅(PbS)立方晶体，展现出高催化活性和电化学稳定性。该方法可扩展用于大面积涂层制备。采用PbS的DSSC在相似条件下实现了4.71%的光电转换效率(PCE)，略低于铂基DSSC(5.34%)，表明PbS可作为铂的可行替代材料。

研究不足

采用硫化铅对电极的染料敏化太阳能电池的功率转换效率略低于铂基器件。较高浓度下杂质或过量前驱体材料的存在可能形成陷阱位点，阻碍电子运动。

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