炭黑复合对电极的制备及其性能研究

《炭黑复合对电极的制备及其性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。炭黑复合对电极的制备及其性能研究　　【摘要】文章从染料敏化太阳能电池及其对电极的概括性介绍入手，以实验的方法对聚苯胺/炭黑复合对电极的制备进行论述，最后对该对电极的性能进行分析。结果表明，聚苯胺/炭黑复合对电极比传统的铂电极更具应用优势。期望通过本文的研究能够对促进DSSC的推广应用有所帮助。　　【关键词】DSSC；炭黑；复合对电极；性能　　1.染料敏化太阳能电池及其对

2、电极　　染料敏化太阳能电池为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　染料敏化太阳能电池简称DSSC，其归属于有机太阳能电池的范畴，虽然它没有薄膜太阳能电池的效率高，但是DSSC的理论转化效率却是其它类型太阳能电池无法比拟的，

3、从而使其在效率提升方面具有较大的空间。同时，DSSC的制作成本较低且制备工艺简单，业内专家通过估算后得出如下结论：DSSC实现产业化的成本仅为晶体硅的10%左右。作为新一代的有机太阳能电池，DSSC除了制作成本低、重量轻、环境友好、性能稳定之外，其对光照还具有较强的适应性，在阴雨天或是光强不充足时，DSSC的效率不仅不会降低，反而还会比平时有所提升。DSSC主要是由以下几个部分组成：吸附了敏化染料的二氧化钛薄膜、电解质以及对电极等。其中吸附了敏化染料的二氧化钛薄膜是整个电池的核心部分，又被称为光阳极；电解质的主要作用是确保电池的性能稳定，它的选

4、择尤为重要，除了要考虑到与染料分子能级的匹配性之外，还要合理选用与之搭配的有机溶剂；对电极通常都是由镀铂的导电玻璃构成，它的主要作用是收集和输送电子。　　对电极　　DSSC对电极又被称之为阴极，其最为主要的作用是接收电子，并以较快的速度将电子传给电解质，为了满足这一要求，对电极材料必须具备较高的导电性和催化性。对电极除了具备接收和传递电子的作用之外，还具有镜面反射作用，它能够将光阳极未能完全吸收的太阳光反射回去进行再利用，正是基于这一原因，使得DSSC的光电转化率大幅度提升。通常情况下，对电极主要是由催化材料和导电衬底构成，前者多数为贵重金属铂

5、，后者主要用于对外电路中电子的收集。　　2.炭黑复合对电极的制备方法及其性能分析为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　目前，业内对DSSC的研究虽然比较多，但绝大部分都处于实验室阶段，并未获得推广和应用。导致这一问题的原

6、因较多，如液态电解质易挥发泄漏、光电转换效率不高等等。从具体应用的层面上讲，铂电极的效果最佳，但是铂本身是一种贵重金属，其价格比较昂贵，并且容易受到电解质的腐蚀，从而严重影响了电池的使用寿命。鉴于此，探寻一种能够替代铂作为电极的材料成为重要课题。在不断地研究中发现，可作为对电极的材料主要有三大类，即碳材料、导电聚合物材料以及金属材料，其中碳材料不仅导电率较高，而且性能较为稳定，而导电高分子聚合物的价格比较低廉，质量轻，与玻璃基底的接触性较好。为此，可将碳材料与导电高分子聚合物进行简单的机械混合，制备导电聚苯胺基碳复合对电极。　　炭黑复合对电极的

7、制备　　实验材料　　FTO、导电聚苯胺、导电炭黑、二氧化钛、PVP、OP乳化剂、异丙醇和无水乙醇、N-甲基吡咯烷酮等等。　　实验内容与方法　　先将聚苯胺和炭黑根据不同的质量比进行混合，并向混合物中加入的N-甲基吡咯烷酮以及的OP乳化剂，然后将的PVP加入至装有10ml蒸馏水的烧杯内，并将烧杯置于超声波清洗机当中进行振荡，时间控制在5min左右，通过该过程使PVP完全溶解；随后，倒入盛有聚苯胺与炭黑混合物的器皿当中，搅拌均匀后，放入超声波清洗机中进行振荡，时间控制在5min左右，借此来使配料混合充分；最后倒入球磨罐中，球磨10h左右得到浆料，采用

8、丝网印刷法在FTO上成膜，待其自然干燥后，以70℃左右的温度进行热处理，时间约为30min，由此便可获得聚苯胺/炭黑复合对电极。　　SEM表征为了充分