【摘 要】
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敏化太阳电池由于其工艺简单,转化率高等优势近年来受到广泛关注。电解质是敏化太阳电池重要组成部分,是电池中离子传输介质,承担着氧化还原电对的输运与电荷转移功能,决定着电池效率的高低。前期文献调研表明,氧化还原电对在电极表面电化学反应引起的质量变化尚未曾报道。基于此,本论文选取敏化电池中S2-/Sx2-、I-/I3-、Fc/Fc+和Co2+/Co3+等四个经典的氧化还原电对,利用电化学石英晶体微天平（
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敏化太阳电池由于其工艺简单,转化率高等优势近年来受到广泛关注。电解质是敏化太阳电池重要组成部分,是电池中离子传输介质,承担着氧化还原电对的输运与电荷转移功能,决定着电池效率的高低。前期文献调研表明,氧化还原电对在电极表面电化学反应引起的质量变化尚未曾报道。基于此,本论文选取敏化电池中S2-/Sx2-、I-/I3-、Fc/Fc+和Co2+/Co3+等四个经典的氧化还原电对,利用电化学石英晶体微天平（EQCM）在较宽的范围内研究电对在电极表面的质量响应,从界面质量响应的角度研究DSC工作机理。本文的主要工作如下:首先,基于EQCM系统,以石英晶振片为工作电极在硫酸铜溶液中进行循环伏安测试,利用Cu离子的氧化还原反应在石英晶振片表面质量的改变,基于Sauerbrey方程校准质量灵敏度因子。其次,基于EQCM系统对S2-/Sx2-氧化还原电对在金和铂表面上的质量响应进行研究。电解液采用硫化钠和多硫水溶液在金和铂电极上进行循环伏安测试,同时获得表面质量响应。通过电流和质量响应综合分析,推断S2-和S2-/Sx2-的氧化还原反应机理。通过原位质量变化直接或者间接的推断、追踪和预测S2-和S2-/Sx2-氧化还原电对的反应机理。再次,基于EQCM系统对I-/I3-氧化还原电对在铂表面上的质量响应进行研究。电解液采用分别使用I-和I-/I3-的乙腈溶液在铂电极上进行循环伏安测试,同时获得表面质量响应。结果发现I-/I3-溶液中反应对电极质量的变化远低于理论值并给出了可能性的机理。最后,基于EQCM系统对Fc/Fc+和Co2+/Co3+两种氧化还原电对在金和铂表面上的质量响应进行研究。电解液采用二茂铁乙腈溶液和钴对水溶液在金电极和铂电极上进行循环伏安测试,同时获得表面质量响应。结果表明Fc/Fc+和Co2+/Co3+两种氧化还原电对电流较稳定,表面质量响应不明显。本文研究结果从一个新角度研究DSC内部转化过程及反应机理,对新型氧化还原电对的合成,筛选有一定的理论价值。本研究结果也对锂硫电池、锂离子电池和硫基电化学反应等其它领域有着一定的参考意义。
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