多孔碳材料应用于染料敏化太阳能电池对电极的研究

来源 :南开大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yhmlivefor47
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
染料敏化太阳能电池由于成本低廉,制备工艺简单以及光电转化效率高等特点,被认为是新一代能够实现太阳能转换技术的有效器件。对电极作为电池器件中一个重要的组成部分,起到收集从外电路传递来的电子并将碘三根离子还原为碘离子的催化作用。贵金属Pt是最常用的对电极材料。但是Pt对电极的缺点是价格昂贵以及在在腐蚀性电解液中长期稳定性差,从而限制了染料敏化太阳能电池的实际应用。为了解决上述问题,本文选用了价格低廉、性能稳定以及催化性能较好的碳作为替代Pt的对电极材料。同时,为了提高多孔碳对电极的催化活性,进行了如下的研究。  本研究主要内容包括:⑴在柠檬酸的催化作用下,通过调控酚醛树脂与F127有机-有机自组装过程中的甲醛与间苯二酚的摩尔比(1:1,1:2,1:3),获得了高度有序、有序以及无序结构的介孔碳。EIS、Tafel极化、CV测试表明,相比较有序和无序的介孔碳,合成的高度有序介孔碳显著提高了电解液离子的扩散速率。⑵通过一步水热路线,利用可溶性的酚醛树脂作为碳前驱体,聚苯乙烯作为大孔模板以及聚合物 F127作为介孔模板合成了具有大孔-介孔-微孔结构的碳材料。电化学测试表明,相比较其他单一模式的孔结构,多级孔结构的碳材料由于电解液离子扩散能力增强,催化活性位的利用增加,从而表现出更好的电催化性能和光电性能(7.22%)。⑶将不同量的石墨烯 GNS加入到介孔碳 OMC中制备了一系列的OMC/GNS复合组分。EIS,CV和Tafel测试表明合适比例的OMC/GNS复合物能够发挥石墨烯与介孔碳的共组分催化效应,表现出了相对于单一组分石墨烯与介孔碳更加优异的催化活性。⑷通过一步水溶液路线制备氮掺杂的有序体心立方介孔碳并作为对电极材料使用。电化学测试显示,氮含量和氮存在状态能够影响碳对电极的导电性和电荷转移能力,进而调控其催化活性。由于合适的氮含量和较为有利的石墨氮和吡啶氮等状态,较高碳化温度(900 oC)下的含氮介孔碳而表现出了最佳的催化性能和光电效率(5.60%)。
其他文献
热浸镀锌是一种常用的提高钢制件耐腐蚀性能的表面处理工艺。锌池中的合金元素对镀层质量起到关键作用。在锌池中添加铝,不仅可以抑制镀液的氧化,还可以改善镀层表面质量,减
含Cr(Ⅵ)及苯酚的硫酸盐(SO42-)废水来源广泛,这类废水的大量排放给人类健康和自然环境造成严重的危害,其废水的综合治理也是水处理领域亟待解决的重要问题。本研究探索了一种
“烟云”在汉语世界中是一个非常复杂的词汇,拥有丰富的内涵,既表示烟霭云雾的景象,又有指隐逸之山林之意,同时还可以形容高远之处,而更多时候则是用来比喻变化消失的事物…
英语作为一门重要的语言学科,使我们今后学习的重要条件之一,对我们升学教育或是今后其他手段的再教育都有重要的影响,并且这也是时代赋予我们的新的时代要求,也是我们需要具备的
目的:探讨应用加权基因共表达网络分析(WGCNA)方法寻找髓母细胞瘤中特异表达的基因模块,筛选可能诊断和治疗髓母细胞瘤的标记基因。方法:采用WGCNA对髓母细胞瘤中与生存相关的基
阅读教学是学生、文本、教师之间的对话过程。当前,语文阅读教学中存在着多种问题。对此,在教学过程中,积极培养师生的对话意识,是实现对话的先决条件;明确问题所在,并进行深入的反
语文新课程标准提出,“要培养学生广泛的阅读兴趣,扩大阅读面,增加阅读量,提倡少做题,多读书,读好书,读整本的书。”并明确规定九年的课外阅读总量应在400万字以上。其中,小学阶段的
日本楤木(Aralia elata var.inermis)是营养丰富、药用、经济、生态价值较高的木本蔬菜,深受国内外人们的青睐。本论文以日本楤木为研究材料,通过露天栽培和反季节栽培两种方
随着经济的发展,我国对建筑行业的要求也越来越高,在建筑项目中做好施工管理与进度控制是当前建筑行业的一个重要任务,本文主要分析了建筑项目中施工管理与进度控制的意义、
纺织印染行业是我国的支柱产业,然而每天印染废水大量排放对环境产生了极大的危害。印染废水处理中被广泛应用的生物技术虽然能使印染废水达到有机物排放标准,但不能完全有效地