在DSSC中的应用交流阻抗谱EIS.ppt

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1、工作汇报指导老师：冯亚青学生：杨雁博2012.11.10主要工作学习交流阻抗（EIS）的测试，并结合DSSC光电转化效率进行解释EIS测试在DSSC领域的应用采用不同工艺制备的DSSC的阻抗不同TiO2薄膜厚度的阻抗致密层对DSSC的阻抗的影响交流阻抗谱（EIS）在DSSC中的应用X:激励信号频率为ω的正弦波电流信号Y:响应信号频率为ω的正弦波电压信号Y=G(ω)X在一系列不同角频率下测得的一组G(ω)就是电极系统的电化学阻抗谱电化学阻抗谱方法是一种以小振幅正弦波电位（或电流）为扰动信号的电化学测试方法交流阻抗谱（EIS）在DSSC中的应用交流阻抗谱（EIS）

2、在DSSC中的应用EIS高频区：Pt/电解质溶液的界面电荷转移EIS中频区：TiO2薄膜/电解质溶液界面电荷转移EIS低频区：I-/I3-氧化还原电对在电解质溶液的扩散采用不同工艺制备的DSSC的阻抗采用不同工艺制备的DSSC的阻抗等效电路：RS(C1R1)(C2R2)(C3R3)RSC1R1C2R2C3R3R:Ω/cm2C:F/cm2采用不同工艺制备的DSSC的阻抗分析原因：可归因于丝网印刷和刮涂法所形成的孔道结构的差异，丝印所形成的孔道结构使吸附的染料分子数相对较多而且其孔道结构有利于I-向孔道内扩散及孔道内形成的I3-向电解液本体扩散，从而使电极/电解液

3、界面的光生载流子传输更有利，TiO2薄膜内的载流子浓度更高。不同TiO2薄膜厚度的阻抗45674567不同TiO2薄膜厚度的阻抗等效电路：RS(C1R1)(C2R2)(C3R3)R:Ω/cm2C:F/cm2不同TiO2薄膜厚度的阻抗分析原因：1）当膜厚逐渐增大时，中频区的TiO2薄膜的电阻先变小，可理解为并联一个相当于一层膜厚阻值的电阻；后变大，可理解为串联一个相当于一层膜厚阻值的电阻。2）电流增加，回到基态的染料阳离子也会增多，它们会氧化与薄膜相接触的电解液中的I-，使之生成更多I3-，同时对电极上的电子增多，I3-与之结合生成更多I-，由于较大的浓度差存在

4、导致了扩散速度的加快，扩散阻值随之减小。致密层对DSSC的阻抗的影响致密层对DSSC的阻抗的影响等效电路：RS(C1R1)(C2R2)(C3R3)R:Ω/cm2C:F/cm2致密层对DSSC的阻抗的影响分析原因：1)在光阳极上引入致密层，增加了电子的传输路径，外电路电阻变大。2)致密层阻挡了导电玻璃上的电子与电解液中I3-的复合，使流向对电极的电子数增多，在Pt对电极上发生还原反应I3-分子数增加，使Pt/电解质溶液的界面电荷转移的阻抗弧减小。3)致密层阻挡了导电玻璃上的电子与电解液中I3-的复合，使光阳极附近电解液中I3-的浓度增大，阴阳两极附近的浓度差增大

5、，进而电对在电解液的扩散阻力减小（费克扩散第一定律）。具有致密层的光阳极横截面EIS图有无致密层效率的对比有致密层无致密层暗态下I-V曲线的测试测试条件：无光照偏压：0-0.7V开路电压衰减（OCVD）测试光电压的衰减反映了FTO上电子密度的减小，电子密度的减小由电子的复合引起。光电压衰减速率直接反映了电子的复合速率。电子寿命（）的测试下一步计划X射线衍射测试，确定致密层中TiO2粒子的晶型。尝试对已制备TiO2致密层进行掺杂改性，或者合成复合粒子，实现光电压的提高。谢谢