肖 东，孟祥桐*，马洋军，邱介山,2*

(1.北京化工大学化学工程学院，北京 100029； 2.大连理工大学化工学院，辽宁 大连 116024)

能源和环境已是当今人们面临的重大挑战，并引发了日益严重的能源危机和温室效应。利用光伏技术将可再生和清洁的太阳能转化为电能，是解决上述问题的有效途径之一。相对于工艺复杂的硅基太阳能电池和原料受限的薄膜太阳能电池，第3代太阳能电池中的染料敏化太阳能电池(Dye-Sensitized Solar Cells，DSSCs)有着组装工艺简单、无污染、稳定的特点，受到了广泛关注。

图1 染料敏化太阳能电池的结构示意图Fig.1 Schematic diagram of DSSCs

本论文将介绍近年来碳对电极材料的研究进展，包括多孔碳、碳纳米纤维、碳纳米管、石墨烯、石墨炔、MOF衍生碳、碳量子点、碳球及碳基复合材料，对此类材料的制备方法(模板法、水热法、静电纺丝法、化学气相沉积法等)做了总结，详述调控碳材料的结构与性能的技术策略，包括：杂原子掺杂、表面包覆、缺陷工程、异质结构建等，揭示了碳材料结构与催化性能之间的构效关系。最后，讨论了碳基对电极材料所面临的挑战和发展前景。本综述将为能源存储与转化领域所需高效、稳定碳基材料的设计构筑提供新的思路和新的途径。

1 碳材料简介

碳是世界上含量极广的一种元素。在电子结构上，碳原子可以形成sp、sp2和sp3的多种杂化，键合成众多的分子或原子型晶体的同素异形体，在纳米和微米尺度以不同方式和取向进行堆叠、聚集，形成各种各样的织构。因此，碳作为单一元素可形成许多结构和性质完全不同的物质。……