高效生物基多孔碳与碳化钨复合的染料敏化太阳能电池对电极材料

摘要： 生物基多孔碳（CMA和CTA）分别通过微波辅助活化法（MA）和两步化学活化法（TA）从废弃纸板成功制备。与CMA样品（比表面积655.36平方米/克，总孔容0.62立方厘米/克）相比，制得的CTA样品具有更高比表面积（824.16平方米/克）和更大总孔容（0.71立方厘米/克）。更高的比表面积可提供更多催化位点，因此采用CTA对电极（CE）组装的染料敏化太阳能电池（DSSC）实现了6.76%的功率转换效率（PCE），优于基于CMA的DSSC（6.19%）。进一步引入碳化钨（WC）分别与CTA、CMA形成复合催化剂（WC/CTA和WC/CMA）以提升催化活性。得益于生物基多孔碳与WC的协同效应，搭载WC/CTA和WC/CMA对电极的DSSC分别展现出7.32%和6.85%的优异PCE值，接近铂基电池（7.51%）。本研究为从生物基碳合成低成本高性能复合催化剂提供了有效策略，实现了生物质废弃物在新能领域的资源化利用。