染料敏化太阳电池对电极的研究进展
2021-09-30朱海娜宋丹丹冯红岩
太阳能 2021年9期
朱海娜,徐 征,宋丹丹,冯红岩
(1.天津中德应用技术大学能源工程学院,天津 300350;2.北京交通大学发光与光信息技术教育部重点实验室,光电子技术研究所,北京 100044)
0 引言
O’REGAN等[1]于1991年在《Nature》杂志上首次报道了一种基于染料敏化的TiO2半导体薄膜新型光化学太阳电池,即染料敏化太阳电池(dye-sensitized solar cells,DSSC)。在模拟太阳光的实验条件下,此类太阳电池的光电转换效率达到了7.1%~7.9%;而在漫反射日光条件下,此类太阳电池的光电转换效率能够达到12%。自此,研究学者们开始了针对染料敏化太阳电池的研究[2-4]。鉴于染料敏化太阳电池具有制备工艺简单、成本低、环境友好、性价比高、可柔性集成等优势,其一直以来受到了各地研究学者的高度重视,并开展了大量针对其光电转换效率影响因素的研究,研究工作主要集中在光阳极、染料敏化剂、电解质和对电极等方面,其中,对电极的研究是一个重要研究方向。
由于对电极具有收集外电路电子并催化还原电解质的作用,因此要求其必须具有良好的导电性和高催化活性,从而保证染料敏化太阳电池内部循环高效快速地进行。对电极的材料选择很关键。目前,最佳的对电极材料是铂(Pt),但Pt作为一种稀有金属,价格昂贵,不适合作为规模化生产的太阳电池的材料。为此,研究学者们在染料敏化太阳电池对电极方面进行了大量的研究工作,以期找到能替代Pt对电极的材料。
本文总结了当前针对染料敏化太阳电池对电极的研究内容,重点阐述了不同材料的对电极的研究现状,并对染料敏化太阳电池对电极未来的研究方向进行了展望。……
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