硫化銅納米材料的控制合成及在量子點敏化電池中的應用研究.pdf

1、量子點敏化太陽能電池（QDSSCs）作為一種新興的第三代太陽能電池，因其多種獨特優(yōu)勢，在新能源領域引起了廣泛的關注。但是，相對于傳統(tǒng)的染料敏化太陽能電池（DSSCs），QDSSCs的光電轉換效率仍然比較低。而高效且穩(wěn)定的對電極材料相對研究不足也是其中的一個重要影響因素。
　　前人的研究表明金屬硫化物對多硫電解液具有較好的催化性能，而在已報道的具有較高轉化效率的QDSSCs中，應用最為普遍的對電極為黃銅片/Cu2S電極。但是這種對電

2、極應用于電池中時，黃銅片仍會不斷地與電池中的多硫電解液進行反應，導致電池中的電解質(zhì)不斷損失和電極不斷侵蝕，并因此造成電池的不穩(wěn)定性，最終影響整個電池的性能。而其它大部分所研制的對電極材料則存在效率低、制備復雜、不穩(wěn)定等缺點。在本論文中，我們以硫化銅為研究對象，將其制作成新型的對電極，研究了硫化銅的形貌與電池性能的關系。
　　通過水熱法和常溫反應制備了多種不同形貌的硫化銅微納米材料，包括對稱開口結構的Cu7S4中空納米晶和由納米六角

3、片有序組成的多級管狀Cu7S4，并分別通過SEM、TEM等手段對其進行材料表征。進一步將這些材料制作成 QDSSCs對電極。J-V曲線、電化學交流阻抗、塔菲爾曲線測試、循環(huán)伏安測試等說明了這些材料具有較好的性能，并且具有較好的穩(wěn)定性。研究表明：以對稱開口狀的Cu7S4為對電極時，所得到的QDSSCs在一個標準太陽光下，可達到4.43％的高轉換率，而且具有較高的短路電流密度和對多硫電解質(zhì)的穩(wěn)定性；以納米六角片組成的多級管狀Cu7S4為對電