功能碳材料的设计与合成及其在染料敏化太阳能电池的应用

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• 英文论文题名：Design and Functionalization of Carbon Materials as Counter Electrodes in Dye-sensitized Solar Cells
• 论文作者：邱介山
• 英文论文作者：Jieshan Qiu ; State Key Lab of Fine Chemicals ; Liaoning Key Lab for Energy Materials and Chemical Engineering ; PSU-DUT Joint Center for Energy Research ; School of Chemical Engineering ; Dalian University of Technology
• 年：2016
• 作者机构：大连理工大学精细化工国家重点实验室能源材料化工辽宁省重点实验室;
• 论文关键词：染料敏化太阳能电池 ; 对电极 ; 功能碳材料 ; 功能化方法 ; 结构与性能
• 英文论文关键词：DSSC ; Counter Electrode ; Functional Carbon Materials ; Functionalization ; Structure and Properties
• 会议召开时间：2016-07-01
• 会议录名称：中国化学会第30届学术年会摘要集-第二十九分会：电化学材料
• 语种：中文
• 分类号：TQ127.11;TM914.4
• 学会代码：ZGHY
• 会议名称：中国化学会第30届学术年会-第二十九分会 ; 电化学材料
• 会议地点：中国辽宁大连
• 主办单位：中国化学会
• 学会名称：中国化学会
• 页数：1
• 文件大小：123k
• 原文格式：D
• 会议级别：全国

摘要

染料敏化太阳能电池(Dye-sensitized Solar Cells,DSSCs)作为一种新型的太阳能利用方式,具有制备工艺简单、效率高及稳定性好等特点,在国内外收到广泛关注。对电极是DSSCs的重要组成部分,其作用主要是收集外电路电子及催化还原I_3~-。贵金属Pt是经典的对电极催化材料,它具有良好的导电性和较高的还原I_3~-的催化性能,但Pt价格昂贵且储量稀少,且在长期使用中易被电解液腐蚀。因此,有必要创制廉价且性能稳定高效的Pt替代材料。我们团队致力于研究高性能DSSCs碳基对电极催化剂材料,本报告将介绍数种纳米碳材料的合成,功能化方法及其作为DSSCs对电极材料的性能,包括:硼掺杂石墨烯材料(BG);基于离子液体(1-胺丙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐)制备的硼、氮共掺杂石墨烯材料(B,N-G),B,N-G作为DSSCs对电极材料时,表现出远优于Pt的催化性能;经1200 oC热处理得到的B,N-G材料,其光电转换效率可以达到8.08%;基于多壁纳米碳管的选择氧化和氮掺杂技术,合成氮掺杂纳米碳管-石墨烯纳米带等。报告将着重阐述碳基对电极催化剂的构效关系及调控方法。

引文

1.MX Wu,X Lin,TH Wang,JS Qiu,TL Ma.Low-cost dye-sensitized solar cells based on nine kinds of carbon counter electrodes,Energy&Environmental Science,2011,4:2308-2315
    2.HQ Fang,C Yu,TL Ma,JS Qiu.Boron-doped graphene as a high-efficiency counter electrode for dye-sensitized solar cells,ChemC ommun,2014,50,3328-3330
    3.XT Meng,C Yu,XD Song,Y Liu,SX Liang,ZQ Liu,C Hao,JS Qiu.Nitrogen-doped Graphene Nanoribbons with Surface Enriched Active Sites and Enhanced Performance for Dye-sensitized Solar Cells,Adv.Energy Mater.,2015,5(11),1500180.
    4.C Yu,HQ Fang,ZQ Liu,H Hu,XT Meng,JS Qiu.Chemically grafting graphene oxide to B,N co-doped graphene via ionic liquid and their superior performance for triiodide reduction,Nano Energy,2016,25,184-192.
    5.XT Meng,C Yu,B Lu,J Yang,JS Qiu.Dual integration system endowing two-dimensional titanium disulfide with enhanced triiodide reduction performance in dye-sensitized solar cells,Nano Energy,2016,22,59-69