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关于还原氧化石墨烯（rGO）功能化作为染料敏化太阳能电池（DSSC）对电极的初步研究结果

DOI：10.1088/1742-6596/1245/1/012067 期刊：Journal of Physics: Conference Series 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要： 为降低染料敏化太阳能电池（DSSC）的制造成本并替代铂（Pt）基对电极（CE），我们采用改良Hummer法结合微波辐照技术，从市售石墨棒合成了还原氧化石墨烯（rGO）粉末。通过将rGO溶于含乙基纤维素（ES）的溶剂中，经两步退火工艺将其附着于FTO表面。采用旋涂技术制备了不同厚度的rGO薄膜（分别为1层rGO（A1）、5层rGO（A2）、10层rGO（A3）和15层rGO（A4））并进行退火处理，以Pt为对电极的参比电池记为A5。四探针法测得的薄膜电阻及电导率计算表明：随着rGO层数增加，电导率递减（A1至A4依次为0.58、0.42、0.07和0.03 S/cm）。光伏测试显示，采用rGO作为CE催化剂可将电池效率从3.82%（A5）提升至4.52%（A1）。当rGO层厚度从A1（2.1 μm）增至A2（10.5 μm）时，效率进一步提高至5.89%；但继续增加至A3（21 μm）和A4（31.5 μm）时，转换效率分别降至2.57%和0.33%。其中10.5 μm厚度的A2电池获得最高转换效率。需进一步研究CE厚度与电导率对DSSC内部参数的影响，以深入理解该现象。
作者： Waode Sukmawati Arsyad，Ahmad Wardianto，Visca Inda Variani，Waode Sitti Ilmawati，La Agusu，Rahmat Hidayat
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究用还原氧化石墨烯(rGO)替代染料敏化太阳能电池(DSSC)中的铂(Pt)基对电极(CE)，以降低制造成本并提高效率。

研究成果

该研究成功证明，在染料敏化太阳能电池对电极中，还原氧化石墨烯（rGO）可替代铂作为催化剂，并在最佳厚度下实现更高效率。当rGO层厚度为10.5微米时，转换效率达到最高值5.89%。但厚度继续增加会导致效率下降，这表明优化对电极厚度对实现最佳性能至关重要。

研究不足

研究指出，需要进一步调查以了解CE厚度和导电性对DSSCs内部参数的影响。随着rGO层厚度增加导致的导电性降低以及实现最高效率的最佳厚度，都需要更深入的分析。

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