[01803756]染料敏化太阳能电池碳纳米管阵列光阴极制备及性能研究

染料敏化太阳能电池以其制作简单,光电转换效率高（8-11%）等优势正成为人们研究的热点。其中,光阴极材料是起着收集从光阳极经外电路传输过来的电子并催化电解质中I3-离子还原反应（I3- + 2e- → 3I-）的关键材料。当前,贵金属Pt由于对I3-的还原具有优越的催化性能而成为主要的光阴极催化材料。然而,金属Pt资源有限且价格昂贵,不利于电池成本降低及大面积推广应用,再加上长期在含I-/I3-电解质中会溶解形成PtI4或H2PtI6,并逐渐沉积到光阳极上构成短路而严重影响光电池的性能和寿命。因此,开发可供选择的新型高催化活性、耐腐蚀、廉价的染料敏化太阳能电池光阴极材料极具重要性。本课题采用化学气相沉积法,获得有序可控的碳纳米管阵列膜基础上,探索出碳纳米管阵列微结构对电荷转移效率的影响机制,在光电池内部构建起光阴极和电解质之间有效的动力学相互作用,形成快速电荷转移,不仅为改善碳材料的催化性能提供科学依据,而且为开发出与光阳极、电解质相匹配的催化活性高、稳定的碳光阴极奠定实验基础。高性价比纳米晶太阳能电池的应用开发,可以提高我国未来的太阳能电池产品的潜在竞争力,同时可以开发出新型民用消费光电子产品,也可以解决我国的部分地区的能源紧缺问题。