用于染料敏化太阳能电池的高效对电极的SiNW/C@Pt阵列

摘要： 现代能源需求与环境可持续性的紧迫问题促使许多研究团队聚焦于新型纳米材料制成的能量生成装置。我们制备了铂纳米颗粒修饰的硅纳米线/碳核壳纳米材料（SiNW/C@Pt），其制备流程相对简单：通过湿法化学刻蚀形成硅纳米线（SiNWs），采用化学气相沉积构建碳壳层，再经滴涂法和热处理嵌入铂纳米颗粒（Pt NPs）。将该纳米材料作为对电极（CE）应用于染料敏化太阳能电池（DSSCs）测试中。基于拉曼光谱和X射线光电子能谱（XPS）的材料表征数据显示，SiNW/C@Pt展现出优良电催化剂的潜力——拉曼光谱表明铂纳米颗粒修饰增强了硅纳米线/碳的表面反应活性，同时证实碳壳层包含石墨相（sp2杂化）与缺陷相（sp3杂化）两种碳形态。使用该材料制备的对称虚拟电池与DSSC器件分别实现了0.025 Ω·cm2的最小电荷转移电阻和9.46%的最高转换效率。