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。