染料敏化太阳能电池碳基对电极的研究进展

• 作者: 肖东 孟祥桐 马洋军 邱介山
• 来源期刊: 化学工业与工程
• 学科: 工学
• 关键词: 染料敏化太阳能电池 对电极 I3-还原反应 碳材料
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 所属期刊栏目: 特邀评述
• 页码范围: 1-26
• 页数: 26页
• 分类号: TM914.4
• 语种: 中文
• DOI: 10.13353/j.issn.1004.9533.20206005

摘要

作为第3代新型薄膜太阳能电池的代表之一,染料敏化太阳能电池(DSSCs)是近年来光伏领域的一个研究热点.对电极是DSSCs的一个关键组成部分,其功能是收集来自外电路的电子并实现电解质中I3-的催化还原.通常,DSSCs的对电极为贵金属铂(Pt),但Pt的储量有限、价格高昂、在电化学环境中稳定性差,这些缺点很大程度上增加了DSSCs的成本并限制了其规模化应用.开发廉价、高效、稳定性好的对电极材料,是克服这些瓶颈性难题的有效对策.碳材料具有低成本、高导电性和良好稳定性等优点,有望取代昂贵的Pt对电极.介绍近年来碳基对电极的研究进展,包括多孔碳、碳纳米纤维、碳纳米管、石墨烯、石墨炔和MOF衍生碳等材料,分析比较各种功能碳材料的结构特点,详述其制备方法;归纳总结碳材料的原子/电子性质、限域结构、表界面物性、缺陷位等对质量传递、电荷传递、电催化活性的调变规律.最后,展望了功能碳材料对电极现存的问题及未来发展的方向.