染料敏化太阳能电池(Dye-sensitized solar cells,DSSCs)以其低廉的价格成本、简单的制备工艺、高效的光电转化效率以及环保友好等优点备受研究者们的青睐。对电极作为染料敏化太阳能电池的重要组成部分之一,在电池中主要起着收集和运输电子、催化还原电解质中的I3-离子以及反射透射的太阳光的作用。由于金属Pt具有优良的催化性能和导电率,使其成为了理想的传统对电极材料,但是由于其价格昂贵、来源稀少等缺点,极大地限制了染料敏化太阳能电池在实际生活中的推广与应用。因此,探索一种价格低廉、高效率的对电极材料来替代传统昂贵的Pt对电极已经是迫在眉睫。本论文主要以碳材料作为对电极的载体,通过掺氮,造孔的方式对其进行一定的修饰,研究修饰后的复合碳基对电极材料对DSSCs光电性能的影响,以及其电催化性能提高的原因。主要研究结果如下:(1)生物质甘蔗渣和尿素分别作为碳材料前驱体和氮源,采用简单环保的水热法合成了掺氮甘蔗渣衍生碳,再应用化学还原法将H2PtCl6还原成Pt单质负载在掺氮甘蔗渣衍生碳载体上,成功地制备了低量Pt负载掺氮甘蔗渣衍生碳对电极材料。通过与传统Pt对电极相比,NBC/Pt对电极具有更强的反射透射的太阳光的能力,加快了对I3-离子的催化还原反应,降低了电解质/对电极界面间的传输电阻,进而缩短了电子在NBC/Pt/电解质界面传输寿命,大大提高了 NBC/Pt对电极的电催化活性;而且NBC/Pt电池的短路电流密度、开路电压以及填充因子都有所提高,光电转化效率由6.09%提高到了 6.98%。(2)采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯(GO),借助水热法和高温焙烧法合成了掺氮多孔石墨烯(N-prGO)。实验结果表明,氮的掺杂和形成的多孔结构有效地增加了 N-prGO比表面积,提供了更多的催化反应的活性位点,从而大大提高了 N-prGO对电极的电催化活性。EIS、CV以及Tafel曲线等一系列的电化学表征都表明了 N-prGO对电极具有最小的对电极/电解质界面传输电阻和最优的电催化性能。通过J-V曲线也可以看出N-prGO电池的光电性能较传统Pt电池得到了一定程度的提高,其中,光电流密度和光电转化效率分别达到了13.9 mAcm-2和6.52%,较传统Pt电池分别提高了 9.45%和11.1%。