碲掺杂介孔碳纳米材料作为高性能双面染料敏化太阳能电池的无金属透明对电极

摘要： 通过碲类金属存在下的简易稳定化-碳化方法，制备了具有较高掺杂水平的碲掺杂介孔碳纳米材料。采用该碲掺杂介孔碳（TeMC）材料制得透明对电极（CE），并直接应用于双面染料敏化太阳能电池（DSSC）。为提升双面DSSC器件性能，对电极需兼具优异电催化活性、导电性、电化学稳定性及高透光率。本研究通过碲类金属存在下聚丙烯腈-嵌段-聚丙烯酸丁酯（PAN-b-PBA）嵌段共聚物的简易热解，制备了不同碳化温度的TeMC材料以获得兼具卓越电催化活性与导电性的透明电极。通过模拟电池测试评估TeMC材料的电催化性能，筛选出催化能力最优的材料并通过调控对电极膜厚进行优化，最终应用于双面DSSC器件。结果表明：采用TeMC对电极的双面DSSC器件展现出高光电转换效率（PCE），正面与背面光照下分别达到9.43%和8.06%，创目前双面DSSC报道最高值。这些新型透明碳基电极的研发，可在不牺牲DSSC器件光伏性能的前提下，推动更稳定高效的双面DSSC发展。