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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 采用碳包覆ZnAl层状双氢氧化物(C/ZnAl-LDH)制备低成本无铂对电极及其在染料敏化太阳能电池中的性能分析

    摘要： 碳基材料是染料敏化太阳能电池（DSSCs）中铂对电极（CEs）的有效替代品。本研究介绍了一种新型碳包覆ZnAl层状双氢氧化物（C/ZnAl-LDH）可作为DSSCs的有效对电极。通过葡萄糖溶液热解ZnAl-LDH合成了C/ZnAl-LDH。采用TEM、SEM、XRD和BET分析对合成的C/ZnAl-LDH进行表征，并利用AFM光谱分析了Pt和C/ZnAl-LDH薄膜的表面粗糙度。采用刮涂法将C/ZnAl-LDH浆料均匀涂覆在FTO玻璃基底上。循环伏安法（CV）、电化学阻抗谱（EIS）和塔菲尔极化等电化学测试表明，由于C/ZnAl-LDH对-I3具有与铂对电极相当的优良还原速率，因此可用作对电极。测得C/ZnAl-LDH对电极的开路电压V(oc)为0.66 V，短路电流密度J(sc)为11.97 mA/cm2。在相同测试条件下，采用C/ZnAl-LDH对电极组装的电池功率转换效率（PCE）为3.18%，与铂对电极的4.62%相当。

    关键词： 染料敏化太阳能电池、碳基材料、对电极、层状双氢氧化物、电化学参数

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 级联结构ZnO/TiO?/CdS量子点敏化太阳能电池

    摘要： 采用连续离子层吸附与反应（SILAR）法，在掺氟氧化锡（FTO）基底上合成了以不同浓度（0.1 M、0.2 M、0.5 M和0.8 M）CdS量子点前驱体溶液制备的ZnO/TiO2/CdS量子点敏化太阳能电池（QDSSC）级联结构。使用多硫化物电解液作为氧化还原介质。ZnO/TiO2组合作为光阳极时效果最佳并改变了QDSSC的工作机制。传统铂对电极被低成本的硫化铜对电极替代。分别通过场发射扫描电子显微镜（FESEM）和X射线衍射仪进行形貌与结构表征，采用紫外-可见（UV-Vis）光谱进行光学特性分析。观测到不同前驱体浓度（48.90%、45.90%、44.20%和42.41%）下TiO2/ZnO表面量子点（QD）敏化剂的孔隙率。通过太阳光模拟器在AM 1.5G光谱（光强100 mWcm?2）照射下评估原型电池的J-V特性与性能，其中0.1 M浓度获得最高效率2.44%，0.8 M浓度最低效率为0.52%。

    关键词： 量子点敏化太阳能电池，ZnO/TiO2/CdS，对电极

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • Co-Mo双金属/碳复合材料在染料敏化太阳能电池中的应用及其协同机制研究

    摘要： 双金属/碳气凝胶具有纳米级特性、低密度、大比表面积和高孔隙率等诸多优势，但其在染料敏化太阳能电池（DSSCs）中替代贵金属铂作为对电极（CE）的应用相对较少。本文采用低成本的海藻酸钠，通过简单可控的碳化过程制备了Co-Mo双金属/碳复合材料。将其作为ZnO基DSSCs的对电极时，可有效改善染料的填充特性。当Co2?/Mo2?摩尔比为1:3时，基于Co-Mo双金属/碳复合材料的DSSCs光电转换效率接近铂基电池，这被认为是碳与两种金属离子协同作用的结果。

    关键词： 对电极，双金属/碳复合材料，协同效应，染料敏化太阳能电池，气凝胶

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 评估可溶液加工的聚合物还原氧化石墨烯透明薄膜作为染料敏化太阳能电池对电极的性能

    摘要： 本文报道了通过原位乳液聚合法制备还原氧化石墨烯（RGO）包覆聚苯胺（PANi）纳米复合材料，并将其作为染料敏化太阳能电池（DSSCs）对电极的应用。通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、傅里叶变换共振红外光谱（FTIR）和拉曼光谱对合成的纳米复合材料进行了系统表征，结果表明聚苯胺与还原氧化石墨烯均匀插层。由于SDS和H2SO4共掺杂，RGO与PANi链之间的协同作用提高了溶解性并改善了电催化活性，电化学测量进一步证实其满足作为可扩展DSSC低成本对电极材料的应用标准。制备的对电极具有高透明度，在AM 1.5 G（100 mW·cm-2）模拟太阳光照射下，其电流密度分别达到（12.58 mA·cm-2）和（13.11 mA·cm-2），与铂相当，整体光电转换效率为3.9%。因此，基于PANi/RGO的纳米复合材料可作为DSSC中无铂对电极的高效替代材料。

    关键词： 原位乳液聚合，聚苯胺，染料敏化太阳能电池，对电极，还原氧化石墨烯

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 硫化镍-还原氧化石墨烯复合材料作为染料敏化太阳能电池的对电极：氯化镍浓度的影响

    摘要： 通过改进的Hummers法结合旋涂技术制备了硫化镍-还原氧化石墨烯（NiS-rGO）复合薄膜，并将其作为对电极应用于染料敏化太阳能电池（DSSC）。本研究主要探究NiCl?浓度与NiS-rGO材料性能及器件参数的关系。该复合材料以还原氧化石墨烯为主相、硫化镍为次相，呈现白色条带状rGO与硫化镍团聚颗粒的形貌，且含有C、O、Ni、S元素。当NiCl?浓度为0.06 M时，器件获得最高填充因子1.04%和短路电流密度7.39 mA·cm?2，这源于最长的载流子寿命。光伏参数结果表明，NiS-rGO复合材料有望成为无需铂的对电极材料用于DSSC。

    关键词： 还原氧化石墨烯、染料敏化太阳能电池、硫化镍、对电极

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 一种用于染料敏化太阳能电池的新型电化学制备复合对电极

    摘要： 本文提出了一种用于染料敏化太阳能电池（DSSCs）的新型对电极。采用循环伏安法在氧化铟锡基底上沉积聚苯胺（PANi）、三氧化钨（WO3）及其复合材料作为对电极，其性能达到并与铂对电极相当甚至更优。这一卓越成果源于所制备材料的高导电性和电催化特性。通过场发射电子显微镜、循环伏安法、塔菲尔分析、傅里叶变换红外光谱、紫外-可见光谱、能量色散光谱、电化学阻抗谱和电流-电压分析，分别研究了材料的形貌、电催化性能、键合结构、电荷转移特性及光伏特性。采用WO3/PANi纳米复合对电极制备的最佳DSSC器件效率达6.78%，较铂基DSSC提升了12.4%。

    关键词： 对电极，三氧化钨，循环伏安法，复合材料，染料敏化太阳能电池，聚苯胺

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 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

    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。

    关键词： 还原氧化石墨烯（rGO）、导电性、光伏测量、染料敏化太阳能电池（DSSC）、对电极

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 灯黑与打印机碳粉复合物作为染料敏化太阳能电池的低成本对电极材料

    摘要： 使用传统芥末油灯制备的烟灰与打印机碳粉按1:1重量比混合后，该复合材料被用作染料敏化太阳能电池（DSCs）中三碘离子还原的低成本催化剂。烟灰的X射线衍射（XRD）分析表明其含有石墨形态的碳质材料。扫描电子显微镜（SEM）图像显示，烟灰由数十纳米至100纳米大小的颗粒（或纳米片）组成，而碳粉则为微米级颗粒。复合膜在对电极（CE）上的粘附测试表明其牢固附着于电极表面?；诟酶春喜牧系腄SC在100 mW/cm2模拟光照测试下，整体光-电转换效率为3.20%（Jsc=7.90 mA/cm2，Voc=0.667 V，FF=0.607），相比之下铂基DSC的效率为4.18%（Jsc=8.56 mA/cm2，Voc=0.748 V，FF=0.654）。

    关键词： 对电极，碳，打印机墨粉，油烟，染料敏化太阳能电池

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 一种用于高效染料敏化太阳能电池的新型PEDOT:PSS/SWCNH双层薄膜对电极

    摘要： 沉积于氟掺杂氧化锡玻璃基底上的薄铂层是高效染料敏化太阳能电池中广为人知且应用广泛的的对电极。本文研究了一种基于单壁碳纳米角/PEDOT:PSS薄膜的无铂双分子层对电极。该双分子层薄膜对电极采用简易旋涂工艺制备。原子力显微镜与扫描电子显微镜结果显示：单壁碳纳米角在PEDOT:PSS表面均匀分布，平均粒径为76纳米。系统电化学分析表明：该双分子层对电极具有优异的电催化性能，其峰谷电位差低至0.6V，串联电阻(Rs)和电荷转移电阻(RCT)值分别为25.9Ω和399Ω，交换电流密度(Jo)高达2.4mA·cm?2。使用该对电极制备的染料敏化太阳能电池功率转换效率达5.1%，显著优于PEDOT:PSS(3.87%)和单壁碳纳米角(1.88%)对电极，与铂基对电极(5.53%)基本相当。本研究表明：这种低成本无铂双分子层对电极在染料敏化太阳能电池领域具有重要应用潜力。

    关键词： 对电极，PEDOT:PSS，单壁碳纳米角，双层薄膜，染料敏化太阳能电池

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 基于四元Cu2ZnNiSe4-WO3纳米棒的石墨烯杂化材料用于染料敏化太阳能电池对电极

    摘要： 通过简单的水热法成功合成了一种基于石墨烯的Cu2ZnSnSe4与WO3纳米棒复合纳米材料（G-CZNS@W），用作染料敏化太阳能电池（DSSCs）的对电极（CE）。表征技术证实了该G-CZNS@W纳米杂化材料的结构与形貌，其能通过WO3纳米棒形成快速电子传输通道。此外，所制备的G-CZNS@W纳米杂化材料展现出G-CZnS与WO3纳米棒之间的协同效应，可提升对三碘化物反应的电催化活性。该纳米杂化材料表现出12.16%的优异光电转换效率，在相同条件下高于标准铂电极。因此，这种作为对电极的G-CZnS@W纳米杂化材料为DSSCs提供了一种具有前景的低成本无铂对电极方案。

    关键词： 对电极，石墨烯，三氧化钨纳米棒，染料敏化太阳能电池，铜锌锡硫硒化物

    更新于2025-09-23 15:19:57