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染料敏化太阳能电池(DSSCs)是大约20年前新兴的,具备环境友好、成本低、制造工艺较简单、理论转化率高等优点的一种新型太阳能电池,自产生之日起就受到了国内外研究者的青睐。在DSSCs中,对电极表现为氧化还原电对的催化剂,同时也充当外围电路的电子收集器,一般常用Pt作对电极。然而Pt是一种贵金属,储量低,不利于DSSCs的产业化,所以为降低成本、提高效率,本论文研究了金属硫化物及其复合材料对电极制备及在DSSCs的应用。主要研究内容及结果如下: 1.以碳黑/FTO为基底,然后利用电化学沉积的方法在碳黑上沉积硫化钴,通过二者的复合,CoS/C结合了CoS和C各自的优点,得到了表面粗糙、催化活性好、电导率高的CoS/C复合对电极,并将其应用在DSSC上,电池效率可达到7.66%,优于Pt对电极的7.25%。 2.采用水热反应直接制得纳米片状二硫化钼对电极,其形貌是由纳米片交错排布成网络结构,这种形貌具有比表面积大的特点。另外探索了浓度对对电极形貌、电化学性能的影响,得出了当钼酸铵浓度为0.005mol/L时所得的MoS2对电极催化活性好、电导率高,其电池效率达到7.02%,可以达到Pt对电极电池效率的96.8%。 3.采用热注射法合成结晶度较好、比表面积较大、分散性较好的黄铁矿FeS2纳米晶,然后用氯仿将合成的FeS2纳米晶分散,并用旋涂法将其旋涂在FTO上制成对电极。该对电极组装的DSSCs,电池的光电转换效率可达5.93%,能够达到Pt对电极电池效率的93%,成为一种可行性较高的Pt替代材料。