赵开封 张萧宇 付宇航 韩 笑 曹 颖 李小亭 李 玲＊,

（1河北大学质量技术监督学院，保定 071002）

（2河北大学物理科学与技术学院，生命科学与绿色发展研究院，河北省光电信息材料重点实验室，保定 071002）

0 引言

化石燃料的过度开采和利用导致了严重的环境问题和能源危机。染料敏化太阳能电池（DSSCs）作为第三代太阳能电池的杰出代表，以其卓越的光伏性能和低廉的生产成本引起了研究人员的极大兴趣[1-4]。到目前为止，DSSCs的研究已经取得了显著的成果，能量转换效率（PCE）从7.1%提高到了14.3%[5-6]。DSSCs的工作原理如图 1 所示（EVB和 ECB分别为价带和导带电势）。当光子照射在光阳极时，吸附在半导体氧化物上的染料分子吸收光子从基态（Dye）跃迁到激发态（Dye*），然后，激发态染料分子快速将激发电子注入到半导体导带中，激发态的染料分子变为氧化态；进入半导体导带中的电子经导电玻璃和外电路进入对电极（CE）产生电流，而CE材料将电解液中的I3-催化还原为 I−；同时，氧化态的染料分子在电解液中I−的作用下还原为基态。因此，CE是DSSCs重要的组成部分，它可以从外电路中收集光生电子并催化I3−还原反应（IRR）以确保染料的还原再生[7]。由于贵金属铂（Pt）对I−的生成具有高催化活性，因此，其通常被用于DSSCs的CEs。然而，Pt资源有限，价格昂贵，在电化学环境中不稳定，严重限制了其在DSSCs中的广泛应用[1,8-13]。因此，寻找储量丰富、成本低廉和稳定性好且具有高导电性和高催化活性的CE材料已成为一个重要课题[14-17]。

图1 DSSCs的工作原理图Fig.1 Schematic diagram of the working princip1e of DSSCs

在理想电催化剂的设计中，提高材料的催化活性主要有2个方法：增加活性位点和提高本征活性，这都可以通过使用单原子催化剂（SACs）来实现。……