聚合溶液pH值对染料敏化太阳电池中聚吡咯对电极结构和性能的影响.pdf

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1、物理化学学~(WuliHuaxueXuebao)AugustActa．-C．Sin．2014，30(8)，1487-14941487【Article]doi：10．3866／PKU．WHXB201405272Ⅵn)l，．whxb．pku．edu．ca聚合溶液pH值对染料敏化太阳电池中聚吡咯对电极结构和性能的影响苏佳芦姗王莎莎张雪华·’付玉彬’贺涛乏‘(中国海洋大学材料科学与工程研究院，山东青岛266100；国家纳米科学中心，北京100190)摘要：电化学合成聚吡咯(PPY)时，聚合电解液的pH值对PPy薄膜的形貌和性质有较大的

2、影响，进而影响PPy薄膜对r／I。一的电催化活性以及基于PPy对电极(CE)的染料敏化太阳电池(DSSCs)的光电转换性能．本文采用电化学恒电位方法，在掺杂氟的SnOz(FTO)导电玻璃上合成出了对甲苯磺酸根离子掺杂的聚吡咯(PPy-TsO)电极，并将其作为DSSCs的对电极．通过改变吡咯聚合时聚合电解液的pH值，借助扫描电镜(SEM)、紫外．可见(UV-Vis)吸收光谱、X-射线光电子能谱(XPS)和循环伏安(cV)等表征技术，详细探讨了聚合溶液pH值对PPyCE形貌、结构及其对r／I。一的电催化性能的影响．研究发现在pH2

3、．0下合成的聚吡咯对阴离子掺杂率最高且链共轭性最佳，具有对。一氧化还原介质最强的催化能力，基于此PPyCE的电池光电转化效率也最高．pH值太大或太小都不利于生成具有高掺杂率和高催化活性的PPy电极，组装成DSSCs后的光电转换效率也较低．关键词：聚吡咯：电化学聚合；pH值：电催化活性：对电极：染料敏化太阳电池中图分类号：0646InfluenceofpHValuesontheStructureandPerformanceofaPolypyrroleCounterElectrodeforDye—SensitizedSolarCe

4、llsSUJia’·LUShanWANGSha．ShaZHANGXue．Hua，’FUYu．Bin’，’HETao，‘(InstituteofMaterialsScienceandEngineering,OceanUniversityofChina,Qingdao26610&ShandongProvince,PR．China；~NationalCenterforNanoscienceandTechnology,Beijing10019~PR．China)Abstract：ThepHofthesolutionusedtoprod

5、uceanelectro—polymerizedpolypyrrole(PPy)filmhasasignificantimpactonthemorphologyandpropertiesoftheresultingfilmand，byextension，ontheelectrocatalyticactivityofthefiImf0rtheI-／I3一redoxreaction．Accordingly,theperformanceofdye-sensitizedsolarcells(DSSCs)basedonPPycounte

6、relectrodes(CEs)isafectedbysolutionpH．Inthisstudy，p-toluenesulfonateion。dopedPPy(PPy-TsO)CEsonfluorine—dopedtinoxide(FTO)glasssubstrateswerefabricatedusinganelectrochemicaImethodunderaconstantbiasjnsolutionswithvarJouspHvalues．TheeffectofthepHofthesyntheticsolutiono

7、nthemorphology，structure，andelectrocatalyticactivityduringther／I3一redoxreactionoftheobtainedPPyCEswasthoroughlyinvestigatedbyscanningelectronmicroscopy(SEM)，UV-Visabsorptionspectroscopy,X-rayphotoelectronspectroscopy(XPS)，andcyclicvoltammetry(cv)．ApHvalueof2．0wasfou

8、ndtorepresenttheoptimalvalue，sincethePPy_TsOfilmproducedatthispHexhibitedthehighestdegreeofdoping，thelongestconjugationlength，andthehighes