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主要应用具有高催化活性和相对较低超电势的Pt电极,但是其价格昂贵造成制备成本很高给DSSC的产业化应用带来一定的障碍.目前文献中关注的是减少Pt使用量的新思路,其他一些金属材料如Au、Ni的对电极也有报道。
Sapp等4用热蒸镀法制备了Au对电极,即先在FTO导电玻璃上沉积25rim厚的Cr然后沉积150rim厚的Au,组装DSSC电池,结果表明Au对电极优于PI对电极,测试过程中,Au对电极没有出现腐蚀现象.但是,黄金仍属于贵金属类,此外在用含I/I3电解质组装DSSC时,测试得到的光电性能还不是很高,能量转换效率
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f西南石油大学本科毕业论文(设计)
只有1.3%.金属Ni相对于Pt、Au要廉价得多,范乐庆等5提出镀Ni导电玻璃也可以作为
DSSC的对电极.采用电沉积的方法来制备Ni对电极.在实验中所采用的电解质为I/I3,使用镀Ni的导电玻璃对电极,测得DSSC的开路电压为0.468V短路电流为5.23mAcm2,填充因子为0.15,入射单色光子.电子转换效率(IPCE达41.19%.尽管Ni具有很好的催化作用,但是由于Ni会与电解质中的I3慢慢反应,导致Ni的催化活性有所下降.如果可以改变电解质的成分,使得电解质不与Ni发生反应,Ni就有可能代替Pt成为新型的对电极材料,提高电池性能,降低电池成本.DSSC研究人员也曾尝试用其他金属材料如钯、铝等作对电极,但它们的电性能都远不及Pt对电极,亟待开发出可以替代Pt的新型对电极材料。
石墨是工业和生活中十分常见的材料,具有耐高温,良好的导电和导热性、良好的润滑性和化学稳定性,以及可塑性好和抗热震性强的优点,加之价格低廉,是替代Pt的潜力很大的对电极材料。
Che
等6用工业柔性石墨薄片作为基板,用活性炭作为催化材料制备了纯碳对电极.这种碳对电极继承了柔性石墨的高电导率和活性炭的高催化活性,表现出的溶液电阻R和电荷转移电阻尺只有Pt/FTO对电极的1/2甚至1/3.分别用0.15和1cm的对电极组装而得的DSSC的能量转换效率分别为6.5%和5.0%,高于相同面积的Pt/FTO为对电极的DSSC的能量转换效率6.4%和2.9%.
石墨烯是最近几年十分热门的新型炭材料,已有很多科研小组将其运用到DSSC电极的制备中.712
Choi等8制备了石墨烯基多壁碳纳米管GMWNT复合薄膜对电极.通过纯化天然石墨得到石墨烯,通过液滴涂布在Si/SiO2基板上得到石墨烯层,然后在150oC下干燥.用离子溅射法在石墨烯层上溅射一层6
m的Fe薄膜,用低温化学气相沉积系统在900oC下用C2H2在石墨烯层表面生成MWCNT.用缓冲溶液方法将GMWNT层从Si基板表面移开,利用va
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