【摘 要】
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新型的第三代太阳能电池-染料敏化太阳能电池（DSSCs）具有无可比拟的优势,对环境友好,成本低,理论效率高。DSSCs是以贵金属铂（Pt）为传统对电极材料,对DSSCs商业化生产不利,故需探索更易获得、效率更高、更加稳定、更加绿色的对电极材料。过渡金属硫化物（TMSs）因其制备方法简单,原材料更易获得,可控的带隙导致具有优异的催化活性,被广泛用于超级电容器、医疗等领域,但是过渡金属硫化物导电性能不
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新型的第三代太阳能电池-染料敏化太阳能电池（DSSCs）具有无可比拟的优势,对环境友好,成本低,理论效率高。DSSCs是以贵金属铂（Pt）为传统对电极材料,对DSSCs商业化生产不利,故需探索更易获得、效率更高、更加稳定、更加绿色的对电极材料。过渡金属硫化物（TMSs）因其制备方法简单,原材料更易获得,可控的带隙导致具有优异的催化活性,被广泛用于超级电容器、医疗等领域,但是过渡金属硫化物导电性能不佳,故将其与导电性优良的碳材料复合用作对电极,协同发挥两者的优势,提高了DSSCs的光伏性能。本文合成并研究了Cu Co2S4/碳纸（Cu Co2S4/CP）、碳纸负载的核壳结构Fe Co2S4@Ni Co2S4（Fe Co2S4@Ni Co2S4/CP）和无定形态的Fe Mo S4/碳布（Fe Mo S4/CC）等复合材料的形貌,将其制成对电极并进行一系列的电化学测试,用柔性的钛网替换FTO不仅可以增加DSSCs的实用性,也直接增强其光伏性能,具体研究内容如下所示:（1）利用水热法将Cu Co2S4材料与碳纸进行复合,由于水热过程发生柯肯达尔效应,所以合成的复合材料具有三维立体的空心针状结构,通过对复合材料Cu Co2S4/CP进行SEM和TEM等一些形貌表征,表明成功合成了所需要的电极材料。使用不同尺寸的碳材料（CP与CNFs）做为生长基底设计了对比实验,结果发现直径较大的CP更有利于长出三维立体的形貌,进而影响对电极的电催化性能,最终将Cu Co2S4/CP用作对电极的光电转换效率为9.95%,优于传统Pt电极的8.28%和Cu Co2S4/CNFs对电极的9.15%。（2）将两种过渡金属硫化物通过两步水热法成功生长在尺寸较大的CP上,获得了核壳结构的纳米针Fe Co2S4@Ni Co2S4/CP复合材料,相较于单一材料增加了比表面积和活性位点,并且也形成空心结构。将该复合材料制备成对电极时PCE最大为10.07%,远大于传统Pt电极8.15%与单一金属Fe Co2S4/CP对电极9.39%,同等条件下Ni Co2S4-PURE对电极转换效率只有7.99%。（3）无定形态的过渡金属硫化物具有更高的电催化性能,所以用水热法在碳布（CC）上制备了无定形态的Fe Mo S4/CC复合材料,通过TEM、XRD和XPS等表征手段证明成功制备了该材料。通过电极材料膜厚条件对比实验发现,膜厚为13μm时的对电极的催化活性最大,光电转换效率达到9.51%,比同等条件下传统Pt对电极（7.81%）提高约22%。
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