论文部分内容阅读
染料敏化太阳能电池是一种新型的基于分子组分将光能转化为为电能的将光能转化成电能的装置,自从1991年被Gr tzel教授报道以来,由于其简单的制备工艺和廉价的制备成本一直受到研究者的关注。该类型电池由三部分组成:染料分子敏化的光阳极、含有氧化还原电对的电解质和催化电解质再生的对电极。对电极对于这个电池的整个循环过程的完成有极其重要的作用,因而对电极材料的研究也成为染料敏化太阳能电池的重要分支。本文采用多酸α-K3H4[SiW9Al3(H2O)3O37·7H2O(记做SiW9Al3)和邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯(PDDA)交替电化学沉积法对Pt对电极材料进行修饰。并通过交流阻抗方法研究了不同沉积层数的多酸对Pt电极催化能力的影响。从交流阻抗的结果中看出,多酸修饰的Pt电极的串联电阻均降低,电荷转移阻抗随着层数的增加呈现先降低后升高的趋势,但均低于没有多酸修饰的Pt电极,三层多酸修饰的Pt电极呈现出最低的电荷转移电阻,因此具有最高的催化能力。我们还采用了循环伏安法对交流阻抗结果,实验的结果表明,通过多酸修饰,Pt电极的氧化峰和还原峰的峰间距减小,这也表明多酸修饰的Pt电极的电催化能力增强。原子力显微镜结果表明多酸修饰的Pt电极的表面的粗糙程度降低,并且在表面形成一些大块状的多酸。将这种三层多酸修饰的复合电极应用到染料敏化太阳能电池中发现,电池的效率提高了大约1%,但是电池的填充因子有所降低,我们通过OCVD(开路电压衰减法)研究发现采用多酸修饰的Pt电极的电池的阳极中电子寿命略有降低。IPCE结果也表明,与使用不修饰的Pt电极的电池相比,使用三层多酸修饰的Pt电极的电池在400-800nm之间光电转化效率均提高。本文还研究了一步多醇法在FTO基底上合成Cu2O微米粒子电极做对电极的可能性。扫描电子显微镜结果显示Cu2O微米粒子大部分都是截角的立方体,只有少量的26面体。XRD结果显示这些微米粒子具有大量的(100)晶面。我们还用循环伏安法、电化学阻抗法和Tafel极化法检测了这种电极催化I-再生的能力,实验结果表明Cu2O电极的催化能力比经过烧结Cu2O电极得到的CuO/Cu2O复合电极的催化能力高。