CNT@C-TiO2復合物制備及其在染料敏化太陽能電池中應用.pdf

1、染料敏化太陽能電池(DSC)因其較高的光電轉化效率、簡單的制備工藝及低的制造成本等特點，受到國內(nèi)外科研工作者的廣泛關注。一維碳納米管(CNTs)由于電導率高、比表面積大和電荷傳輸速率快等優(yōu)點，使其在電化學包括在DSC電極材料領域成為“明星”材料。
　　本文以鈦酸異丙酯為鈦源，采用水熱法制備了CNT@C-TiO2復合物。結合場發(fā)射掃描電子顯微鏡、X射線衍射技術、氮吸附脫附技術和紫外可見吸收光譜技術手段，研究了CNT@C-TiO2的形

2、貌、結構和晶型特征。分別研究了由納米結構CNT@C-TiO2復合物光陽極和對電極所組成的染料敏化太陽能電池的光電轉化效率?？疾炝薈NTs含量對CNT@C-TiO2復合物光陽極電化學性能的影響。結果表明：相比于商業(yè)的TiO2(P25)光陽極，CNT@C-TiO2納米顆粒復合物光陽極，CNTs的引入增大了DSC的短路電流密度，但開路電壓略有下降。當CNTs質量含量為0.2％時，DSC性能最佳，此時CNT@C-TiO2復合材料中CNTs含量為

3、最適添加量，光陽極復合膜中載流子的分離速率遠大于復合速率，染料敏化太陽能電池的光電流密度明顯增大，從3.01 mA·cm-2提高到6.56 mA·cm-2。電池光電轉化效率提高了29％。以鈦酸異丙酯為鈦源，兩步水熱法制備出不同CNTs含量的CNT@C-TiO2納米管(CNT@C-TiO2NT)復合物，以CNT@C-TiO2NT復合物為光陽極材料，對其進行染料敏化太陽能電池的光電性能測試，測試結果表明:相比于純TiO2光陽極，復合物電極電

4、池開路電壓提高了0.62V，短路電流略有提升。當CNTs質量含量為0.2％時，電池光電轉換效率最佳，電池能量轉換效率提高了14.6％。增加CNTs的含量，將CNT@C-TiO2NT復合物作為對電極催化材料應用于DSC。通過電化學阻抗、循環(huán)伏安和塔菲爾極化曲線實驗對催化材料進行了氧化還原電對(I3-/I-)催化機理研究。結果表明:CNT@C-TiO2NT復合物對I3-/I-具有催化活性，當CNTs含量為75％時，CNT@C-TiO2NT復