论文部分内容阅读
常温常压下,循环伏安法直接在掺杂氟的二氧化锡(FTO)导电玻璃表面制备出了聚吡咯薄膜对电极；恒电位法直接在FTO表面制备出了聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)和聚3,4-乙烯二氧噻吩-羧基化多壁碳纳米管(PEDOT-MWCNT)复合膜对电极。经扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)、循环伏安法、交流阻抗和线性扫描法对其形貌和电化学性能进行表征,实验表明：
⑴聚吡咯颗粒随扫描段数的增大由无到有并不断增大,进而堆积形成更大的颗粒,导致了聚吡咯薄膜活性表面随后的降低。电极催化活性和电池效率随着膜厚度的增加呈先增加后减小的趋势。经优化得出扫描段数为5的聚吡咯薄膜电极的电催化活性最好,组装成染料敏化太阳能电池效率可达3.34％。
⑵SEM和AFM图显示PEDOT-MWCNT复合膜呈多孔网状结构,而聚PEDOT膜呈现致密的颗粒堆积结构。说明用简单的电化学方法可将碳纳米管成功掺杂入PEDOT膜中,并显著增大了膜的比表面积。循环伏安图、交流阻抗谱显示PEDOT-MWCNT复合膜比PEDOT膜有更好的催化活性和更低的界面传输电阻,利于提高电极与电解液之间的电荷交换速率。PEDOT-MWCNT复合膜对电极组装染料敏化太阳能电池效率达到了5.47％,比PEDOT膜高出13％,且高于相同条件下Pt电极5.43％,用它替代常规染料敏化太阳能电池中的Pt对电极,能显著降低电池的成本,实现以低成本制备高活性电池对电极的目的。