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 Xiao Dong;Meng Xiangtong;Ma Yangjun;Qiu Jieshan

作者机构：北京化工大学化学工程学院北京100029 大连理工大学化工学院辽宁大连116024 

出 版 物：《化学工业与工程》 (Chemical Industry and Engineering)

年 卷 期：2021年第38卷第1期

页      面：1-26页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：中央高校基本科研业务费专项资金资助(buctrc201929,buctrc202029) 国家自然科学基金项目(52002014) 中国博士后科学基金(2019M660419)。 

主　　题：染料敏化太阳能电池 对电极 I-3还原反应 碳材料 

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I^(-)_(3)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。