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用于低成本钙钛矿太阳能电池的高效碳复合电极，采用无机CuIn<sub>0.75</sub>Ga<sub>0.25</sub>S<sub>2</sub>空穴传输层
摘要： 钙钛矿太阳能电池以低成本、溶液法和高效能著称，但传统空穴收集电极（Spiro-OMeTAD/金）的高成本及大规模沉积金的昂贵复杂性成为其商业化的主要障碍。本研究采用CuIn0.75Ga0.25S2空穴传输材料，引入有效碳复合电极来解决这一问题。该碳电极通过刮刀法制备，使用由石墨薄片、炭黑和疏水性聚合物（聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯）组成的浆料。研究了炭黑与石墨的重量比及粘结剂类型对碳复合层方阻和电阻率的影响。利用阻抗谱技术，在不同白光强度及530 nm、660 nm、740 nm波长光照下，分析了碳电极成分对CuIn0.75Ga0.25S2/钙钛矿界面电荷传输电阻的影响。最佳器件（手套箱外制备）获得15.9%的效率，接近采用传统Spiro-OMeTAD/金空穴收集电极的对照电池16.3%的最佳效率。
关键词： 硫化铜铟镓，空穴传输材料，碳电极，钙钛矿太阳能电池，电荷转移电阻
更新于2025-09-16 10:30:52
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纳米结构镍掺杂硫化铜薄膜作为高性能量子点敏化太阳能电池的高效对电极材料
摘要： 高电催化活性和低电荷转移电阻是高性能量子点敏化太阳能电池（QDSSCs）对电极（CEs）的关键因素。因此，制备具有高催化活性和低电荷转移电阻的QDSSCs对电极既具挑战性又极具价值。针对这些问题，本研究通过镍离子掺杂硫化铜（CuS）设计并制备了一种新型催化电极用作QDSSCs对电极。采用简便的化学浴沉积法合成了镍掺杂CuS对电极。扫描电镜研究表明，镍掺杂CuS呈现纳米颗粒覆盖纳米片状的表面形貌，而纯CuS为纳米片结构。镍掺杂CuS为多硫化物氧化还原对的还原提供了丰富活性位点，具有更高电导率并形成优异的电子传输通道，从而表现出高电催化活性及对电极/电解质界面更低的电荷转移电阻。结果表明，在AM 1.5G标准光照（100 mW cm?2）下，采用Ni-CuS对电极的TiO2/CdS/CdSe QDSSCs实现了4.36%的光电转换效率（η），其短路电流密度（JSC）为13.78 mA cm?2、开路电压（VOC）为0.567 V、填充因子（FF）为0.558，显著优于CuS对电极器件（η = 3.24%；JSC = 10.63 mA cm?2；VOC = 0.567 V；FF = 0.546）。本研究证实，镍掺杂CuS凭借其高电导率、优异电催化活性及低电荷转移电阻，有望成为QDSSCs的理想对电极材料。
关键词： 电荷转移电阻，纳米结构镍掺杂硫化铜，量子点敏化太阳能电池，对电极，电催化活性
更新于2025-09-12 10:27:22