陈爱莲，钱 程，李志娜

(1. 常州大学 机械工程学院，常州 213016；2. 常州大学 材料科学与工程学院，常州 213164)

太阳能是人类取之不尽、用之不竭的可再生清洁能源，其通常的利用方式主要包括光热转换、光电转换和光化学转换3种形式。太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置，主要包括硅基(单晶硅、多晶硅和非晶硅)太阳能电池、CdTe薄膜电池、铜铟镓硒(CIGS)薄膜电池和染料敏化太阳能电池(Dye-sensitized solar cells，DSSC)等。1991年，瑞士联邦理工学院Grätzel教授课题组[1]在Nature上发表文章首次提出 DSSC这种新型的光电转化装置；2011年，Grätzel教授课题组[2]又在Science上报道利用Co(Ⅱ/Ⅲ)基氧化还原电解质将DSSC的光电转化效率超过了12%。DSSC已成为高效率、低成本太阳能电池的一个重要发展方向。

DSSC主要由光电极、电解质和对电极3部分组成[3]。其中，对电极是染料敏化太阳能电池(DSSC)的关键组件之一，对电极的性质及在其表面发生的还原反应速率将对电池最终光电转化效率(η)产生重大影响，开发新型对电极材料对于降低DSSC成本以及提高η具有重要意义。贵金属铂具有优秀的电催化活性及较低的超电势，已成为最为常用的对电极材料。同时，铂的高成本又成为实现DSSC大规模商业化应用的瓶颈之一，目前，最有竞争力的替代材料包括导电聚合物和炭材料。近年来，研究人员尝试将各种传统炭材料[4−8](石墨、炭黑、活性炭和介孔碳等)、新型炭材料[9−13](石墨烯、纳米管、纳米纤维和富勒烯等)以及复合炭材料[14−17]应用于DSSC对电极，获得了一些有意义的实验结果，但仍普遍存在效率偏低、成本较高以及制备工艺复杂等问题。……