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三维多孔复合碳层对电极的制备及其光伏性能研究

陈卓 方磊 陈远富

三维多孔复合碳层对电极的制备及其光伏性能研究

陈卓, 方磊, 陈远富
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  • 基于TiO2光阳极、Pt对电极的染料敏化太阳能电池(DSSC)因其优异的光电转换特性受到了广泛的关注,然而Pt昂贵的价格制约了其发展与应用.针对这一问题,本文设计、制备了一种由相对致密且高导电的石墨膜(PC层,底层)及多孔碳纳米颗粒膜(CC层,顶层)构成的低成本、高性能三维多孔复合碳层对电极.基于该CC/PC对电极的DSSC具有优异的光伏性能:在1.5标准太阳光照射下,其填充因子高达65.28%(较Pt对电极高4.1%)、光电转换效率高达5.9%(为Pt对电极的94.2%).CC/PC对电极的优异光伏性能主要归因于其独特的三维多孔导电结构,该结构有极高的比表面积和丰富的催化反应活性位,有利于电子的快速传输及离子的快速转移,在这些因素的协同作用下,其光电转换性能大大改善.
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    Suriani A B, Muqoyyanah, Mohamed A, Othman M H D, Mamat M H, Hashim N, Ahmad M K, Nayan N, Abdul Khalil H P S 2018 J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 29 10723

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    Ramasamy E, Lee W J, Lee D Y, Song J S 2008 Electrochem. Commun. 10 1087

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出版历程
  • 收稿日期:  2018-10-10
  • 修回日期:  2018-11-20

三维多孔复合碳层对电极的制备及其光伏性能研究

  • 1. 电子科技大学, 电子薄膜与集成器件国家重点实验室, 成都 610054;
  • 2. 成都石室天府中学, 成都 610041
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:21773024)资助的课题.

摘要: 基于TiO2光阳极、Pt对电极的染料敏化太阳能电池(DSSC)因其优异的光电转换特性受到了广泛的关注,然而Pt昂贵的价格制约了其发展与应用.针对这一问题,本文设计、制备了一种由相对致密且高导电的石墨膜(PC层,底层)及多孔碳纳米颗粒膜(CC层,顶层)构成的低成本、高性能三维多孔复合碳层对电极.基于该CC/PC对电极的DSSC具有优异的光伏性能:在1.5标准太阳光照射下,其填充因子高达65.28%(较Pt对电极高4.1%)、光电转换效率高达5.9%(为Pt对电极的94.2%).CC/PC对电极的优异光伏性能主要归因于其独特的三维多孔导电结构,该结构有极高的比表面积和丰富的催化反应活性位,有利于电子的快速传输及离子的快速转移,在这些因素的协同作用下,其光电转换性能大大改善.

English Abstract

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