染料敏化太阳能电池纳米结构聚苯胺薄膜对电极的制备

【作者】 问金月； 孙志成； 李芙蓉； 焦守政； 李路海；

【机构】 北京印刷学院,北京市印刷电子工程技术研究中心；

【摘要】 对电极在染料敏化太阳能电池（DSSC）中起着收集和运输电子的作用,同时可吸附和催化I₃^-,将从工作电极透过的光反射回光阳极膜[1],因此,研究意义非常重大。但是,在目前的染料敏化太阳能电池研究过程中,存在电极制备方法复杂、电池转化效率低、环境相容性差、原材料成本高等一系列问题。针对上述问题,本论文利用聚苯胺具有低成本、优良的环境稳定性和还原催化性等优点,采用电化学循环伏安法在导电玻璃表面制备得到不同厚度的聚苯胺薄膜作为对电极。聚苯胺对电极具有薄膜表面均匀、不易脱落、薄膜厚度可精确调控的特点,无需高温处理,将来可应用于柔性染料敏化太阳能电池对电极的制备[2]。本文采用扫描电镜对制得的不同厚度聚苯胺薄膜截面进行表征,研究了最优电池转化效率时薄膜的最佳厚度。结果表明,电化学循环伏安法在导电基底表面生长聚苯胺是一种自催化反应,聚苯胺沉积越多,其生长速度越快,随之薄膜增厚加快,并得出扫描25个循环的厚度为薄膜最佳厚度。此时,DSSC的开路电压为0.74V,短路电流为15.34 mA cm^-2,填充因子为0.64,光电转化效率达到7.27%略高于Pt作对电极的7.23%。将制备得到的纳米结构聚苯胺对电极应用于染料敏化太阳能电池,可显著降低染料敏化太阳能电池的制备成本,提高电池光电转换效率,最终实现以低成本制备高活性电池对电极的研究目标。更多还原