MoS_2/C復合物制備及在染料敏化太陽能電池對電極中應用

【摘要】：染料敏化太陽能電池(DSSCs)對電極Pt貴金屬催化劑的使用是影響其制造成本和限制其進一步商業(yè)化應用的關鍵因素之一。本文旨在開發(fā)一種類貴金屬對電極Pt催化劑替代材料,試圖將MoS2良好的催化活性與炭材料的高導電性相結(jié)合,制備具有高催化活性的MoS2/C對電極材料。采用掃描電子顯微鏡、X-射線衍射、氮吸附脫附曲線等技術手段研究了MoS2/C復合物的形貌、結(jié)構(gòu)及晶型特征,利用循環(huán)伏安、塔菲爾極化曲線及電化學交流阻抗等測試MoS2/C對電極的還原13-的能力,通過I-V測試確定DSSCs的光電轉(zhuǎn)化效率。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下： 采用葡萄糖輔助水熱法成功制備了MoS2/CNT納米復合物,復合物中MoS2納米片堆疊在碳納米管CNTs的骨架上,將CNTs完全包覆,MoS2/CNT納米棒直徑為100～150nm, MoS2納米片的厚度為12～15nm。MoS2/CNT納米復合物具有良好的導電性和電子傳輸性能,CNTs的引入降低了MoS2/CNT復合物對電極的等效串聯(lián)電阻,提高了MoS2對I3-的催化活性,改善了DSSC光電轉(zhuǎn)化效率,以此復合物制備的對電極組成的DSSC獲得較好的光電轉(zhuǎn)化效率。 采用水熱法也可制備MoS2/GN納米復合物,復合物中MoS2納米片在石墨烯納米片(GN)上堆疊成花形結(jié)構(gòu),花形直徑約400～500nm, MoS2(?)內(nèi)米片的厚度介于10-15nm。MoS2/GN納米復合物具有良好的導電性和催化性能,GN的引入降低了單一MoS2材料對電極表面的電荷傳遞電阻Rct,加快了電子在對電極與電解質(zhì)溶液界面的傳遞速度,提高了MoS2對I3-的催化活性,使得以此復合物材料制備的DSSC獲得較高短路電流Jsc和填充因子FF,從而提高DSSC光電轉(zhuǎn)化效率。對比MoS2/CNT及MoS2/GN復合物對電極的性能,發(fā)現(xiàn)由MoS2/GN復合物制備的對電極所組成的DSSC光電轉(zhuǎn)化效率更高,這主要是由于對電極表面的電荷傳遞電阻Rct較小、DSSC的填充因子FF較大所致。 【關鍵詞】：硫化鉬 碳納米管 石墨烯 對電極 催化活性 染料敏化太陽能電池
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TM914.4;O631.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 文獻綜述8-23
• 1.1 引言8-9
• 1.2 能源及太陽能電池9-11
• 1.2.1 能源及太陽能9-10
• 1.2.2 太陽能電池的發(fā)展10-11
• 1.3 染料敏化太陽能電池11-14
• 1.3.1 染料敏化太陽能電池的發(fā)展11-12
• 1.3.2 染料敏化太陽能電池的基本組成及工作原理12-14
• 1.4 染料敏化太陽能電池對電極材料14-22
• 1.4.1 Pt對電極14-15
• 1.4.2 炭材料對電極15-20
• 1.4.3 聚合物對電極20-21
• 1.4.4 過渡金屬化合物對電極21-22
• 1.5 本文工作思路及主要內(nèi)容22-23
• 2 MoS_2/CNT復合物在DSSCs對電極中應用23-41
• 2.1 原料23-24
• 2.2 水熱法制備MoS_2/CNT復合物24-25
• 2.3 MoS_2/CNT對電極制備、電池組裝及性能測試25
• 2.4 MoS_2/CNT復合物表征及對電極性能測試25-34
• 2.4.1 MoS_2/CNT復合物的表征測試25-28
• 2.4.2 MoS_2/CNT復合物對電極的催化性能測試28-32
• 2.4.3 MoS_2/CNT復合物對電極組成DSSC的Ⅰ-Ⅴ測試32-34
• 2.5 CNTs添加量對MoS_2/CNT對電極催化性能影響34-40
• 2.5.1 不同CNTs添加量MoS_2/CNT復合物的表征測試34-35
• 2.5.2 不同CNTs添加量MoS_2/CNT復合物對電極的催化性能測試35-38
• 2.5.3 不同CNTs添加量MoS_2/CNT復合物組成DSSCs的Ⅰ-Ⅴ測試38-40
• 2.6 本章小結(jié)40-41
• 3 MoS_2/GN復合物在DSSCs對電極中應用41-58
• 3.1 水熱法制備MoS_2/GN復合物41-42
• 3.2 MoS_2/GN復合物表征及對電極性能測試42-50
• 3.2.1 MoS_2/GN復合物的表征測試42-44
• 3.2.2 MoS_2/GN復合物對電極的催化性能測試44-48
• 3.2.3 MoS_2/GN復合物對電極組成DSSC的Ⅰ-Ⅴ測試48-50
• 3.3 GO添加量對MoS_2/GN對電極催化性能影響50-55
• 3.3.1 不同GO添加量MoS_2/GN復合物的表征測試50-51
• 3.3.2 不同GO添加量MoS_2/GN復合物對電極的催化性能測試51-53
• 3.3.3 不同GO添加量MoS_2/GN復合物組成DSSCs的Ⅰ-Ⅴ測試53-55
• 3.4 MoS_2/CNT與MoS_2/GN對電極催化性能的比較55-56
• 3.5 本章小結(jié)56-58
• 結(jié)論58-59
• 參考文獻59-65
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況65-66
• 致謝66-67

您可以在本站搜索以下學術論文文獻來了解更多相關內(nèi)容

料道電極的布置及極間電阻計算    吳嘉培;

戊巴比妥和異戊巴比妥電極的研制    郭永利;王昌益;

基于不同濃度鉑對電極的染料敏化太陽能電池的性能研究    黃光勝;阮曉莉;竹懷君;

納米結(jié)構(gòu)聚苯胺和聚吡咯電活性的對比研究    李曉雪;張君;圖布新;施曉婷;

PVC膜PH電極的研究    吳海龍;俞汝勤;

點焊機電極頭的改進    溫澤民;

埋入式電極鹽浴爐結(jié)構(gòu)的改進    

染料敏化太陽能電池對電極的研究進展    李國;胡志強;高巖;劉敬肖;劉貴山;

染料敏化太陽能電池對電極的研究進展    尹艷紅;許澤輝;馮磊碩;楊書廷;李承斌;

電弧爐電極的冷卻    沈耕森;

高性能柔性載鉑對電極的制備及其在染料敏化太陽能電池中的應用    傅年慶;林原;

新型固態(tài)染料敏化太陽能電池對電極設計及聚吡咯對電極研究    夏江濱;陳玲;

電積沉方法制備染料敏化太陽能電池的對電極(英文)    Jeng-Yu Lin;Jen-Hung Liao;

MWCNT/TiO_2復合對電極的制備及其光電化學性能研究    顧云良;王育喬;孫岳明;

金屬硫化物對電極在敏化太陽能電池中的應用    孫惠成;羅艷紅;李冬梅;孟慶波;

新型、高效染料敏化太陽能電池碳對電極    羅艷紅;劉喜哲;黃振;孟慶波;

恒電位聚合法制備染料敏化太陽能電池中的PEDOT/MWCNT納米復合對電極    祁昊楠;王育喬;孫岳明;

FTO基底上原位合成Cu_2ZnSnS_4納晶薄膜及其在DSC對電極中的應用    周正基;袁勝杰;武四新;

低溫制備染料敏化太陽能電池碳對電極    李可心;李冬梅;羅艷紅;孟慶波;

柔性基底上PEDOT:PSS-C復合薄膜對電極的制備    許芳怡;胡志強;王仁博;高麗;

測定電極消耗 改善電極使用性能    楊雄飛

染料敏化太陽能電池專利申請分析    素白

幾種常用傳感器的工作原理    河南 董美紅

發(fā)達國家電弧爐高效節(jié)能技術簡介④    郭廷杰

太陽能電池：讓“陽光”主宰未來生活    本報記者　張顯峰

“雙極膜電滲析法生產(chǎn)葡萄糖酸研究”成果通過鑒定    科宣

車用動力鎳氫電池通過驗收    記者　 李玉成

加開發(fā)出新型光子晶體顯示技術    馮衛(wèi)東

新仿生手靈巧如真手,能開鎖和易拉罐    蔡瑩新華社特稿

“雙管齊下”水更清    本報記者 馮衛(wèi)東

染料敏化太陽能電池新型對電極材料研究    姜奇?zhèn)?/span>

碳材料對電極在染料敏化太陽能電池中的應用    胡浩

染料敏化太陽能電池用聚苯胺電解質(zhì)及對電極的制備與性能研究    秦琦

染料敏化太陽能電池準固態(tài)電解質(zhì)及碳基對電極研究    張丁文

基于異質(zhì)結(jié)和導電聚合物對電極的染料敏化太陽能電池研究    岳根田

介觀太陽能電池碳對電極研究    劉廣輝

染料敏化太陽能電池中電極材料和寄生電阻的研究    周聰華

納米碳材料的制備及在染料敏化太陽能電池對電極中的應用研究    曾瑋

DMFC和DSSC的化學增強與光輔助增強催化    王耀瓊

非鉑催化材料的合成及其在染料敏化太陽能電池中的應用    武明星

染料敏化太陽能電池微鉑對電極的制備與性能    馬換梅

染料敏化太陽能電池中低成本對電極的研究    王宇迪

染料敏化太陽能電池炭對電極的研究    王德龍

染料敏化太陽能電池對電極材料研究    郭霜霜

基于導電聚合物對電極的雙面染料敏化太陽能電池研究    李艷

染料敏化太陽能電池碳對電極的研究    衛(wèi)艷雙

染料敏化太陽能電池柔性對電極的制備及性能研究    竹懷君

碳材料對電極在染料敏化太陽能電池中應用    劉繼國

二維片層基復合對電極的可控構(gòu)筑及光電特性    苗小歡

基于電聚合聚苯胺對電極的離子液體型染料敏化太陽能電池    葉報喜