位置:成果数据库 > 期刊 > 期刊详情页
聚合时间对染料敏化太阳能电池中聚苯胺对电极结构和性能的影响
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:Acta Physico - Chimica Sinica
  • 时间:2013.3.15
  • 页码:516-524
  • 分类:O646[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]天津工业大学材料科学与工程学院,天津300387, [2]国家纳米科学中心,北京100190, [3]中国科学院大学,北京100049
  • 相关基金:科技部(2010DFB63530);国家自然科学基金(51043010,21203039);中国科学院项目百人;中国科学院光化学转换与功能材料重点实验室(理化技术研究所);天津市应用基础及前沿技术研究计划(09JCYBJC27200)资助项目
  • 相关项目:有机功能分子界面修饰对有机/无机复合太阳电池性能的调控
中文摘要:

采用恒电压方法,以掺杂氟的SnO2(FTO)导电玻璃为基底,采用不同的聚合时间制备SO42-掺杂的聚苯胺对电极(PANICEs).利用扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱、循环伏安法(CV)和电化学阻抗谱(EIS)等技术详细研究了聚合时间对PANICEs的表面形貌、结构(如掺杂度、共轭性、氧化态等)和对I-/I3-的催化活性的影响.SEM结果表明PANI在FTO上的生长分两个阶段.适当增加聚合时间可以增加PANICEs的比表面积,为催化I-/I3-反应提供更多的活性位点,同时聚苯胺链的共轭性、半氧化态聚苯胺(EB)结构的含量和对阴离子SO42-的掺杂度会随着增加,进而PANI的导电率也逐渐增大.然而,聚合时间过长会引起薄膜厚度的增加和氧化结构的过多,使PANICEs的导电率降低,电子在PANI薄膜中的传输阻抗增加,进而影响其对I-/I3-的催化性能.聚合时间为300s时制备出的PANI薄膜作为染料敏化太阳能电池(DSSCs)对电极和以D149为染料时,获得的最高电池光电转换效率为5.30%,可达到基于Pt对电极电池效率的88%.因此,通过电化学方法制备的PANICEs有望代替贵金属PtCEs用于DSSCs中.

英文摘要:

SO 4 2doped polyaniline (PANI) counter electrodes (CEs) on fluorine-doped tin oxide (FTO) glass substrates were fabricated,using electrochemical method under constant bias for different polymerization time.The effect of polymerization time on surface morphology,structure (such as doping level,conjugation and oxidization state),and electrocatalytic activity for I /I 3 redox reaction of the obtained PANI CEs was investigated by scanning electron microscopy (SEM),UV-Vis absorption spectroscopy,cyclic voltammetry (CV),and electrochemical impedance spectroscopy (EIS).SEM results indicated that the growth of PANI films on FTO substrate occurred in two phases.Properly increasing polymerization time could increase the specific surface area of PANI CEs,affording more electrocatalytic sites for the I /I 3 redox reaction.Meanwhile,the conductivity of the PANI CEs increased gradually because of enhanced conjugation,emeraldine base (EB) structure,and SO 4 2doping degree.If the polymerization time was too long,however,the CE conductivity would decrease due to the formation of a thick film and superabundance of oxidized structure,resulting in an increase in the electron transfer resistance and decrease in the electrocatalytic activity of PANI CEs for I /I 3 redox reaction.Dye-sensitized solar cells (DSSCs) based on PANI CEs with a polymerization time of 300 s and D149 dye showed the best photovoltaic performance,with a solar-to-energy conversion efficiency of 5.30%.This result is approximately 88% of the efficiency of Pt CE based-solar cells,suggesting that PANI CEs polymerized with electrochemical method may replace Pt CEs in DSSCs.

同期刊论文项目
同项目期刊论文
期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24781