染料敏化太陽能電池用聚吡咯對電極的電化學合成及性能研究的中期報告

染料敏化太陽能電池用聚吡咯對電極的電化學合成及性能研究的中期報告摘要：本文利用電化學方法合成了聚吡咯（PPy）薄膜，并將其用作染料敏化太陽能電池（DSSC）的陰極電極。通過對PPy薄膜的表征和DSSC的性能測試發(fā)現(xiàn)，PPy薄膜具有良好的電導(dǎo)率和電化學活性，可顯著提高DSSC的光電轉(zhuǎn)換效率。特別是在合適的反應(yīng)條件下制備的PPy薄膜表現(xiàn)出更好的性能。關(guān)鍵詞：聚吡咯，電化學合成，染料敏化太陽能電池，光電轉(zhuǎn)換效率，表征1.引言染料敏化太陽能電池作為新型高效的太陽能電池，近年來受到了廣泛關(guān)注。在DSSC中，電極材料對電池性能具有重要影響。因此，開發(fā)高效的電極材料是提高DSSC性能的關(guān)鍵。聚吡咯是一種具有良好電化學性質(zhì)的導(dǎo)電聚合物，近年來被廣泛用于DSSC的電極材料中。聚吡咯不僅具有優(yōu)良的電導(dǎo)率和穩(wěn)定性，而且易于制備和修飾。因此，研究聚吡咯在DSSC中的應(yīng)用具有重要意義。本研究采用電化學方法合成聚吡咯薄膜，并將其用作DSSC的陰極電極。通過對PPy薄膜的表征和DSSC的性能測試，探討了PPy薄膜的電化學性質(zhì)及其在DSSC中的應(yīng)用。2.實驗2.1合成PPy薄膜在四氫呋喃（THF）中配制0.1mol/L的吡咯單體溶液，并加入適量的氧化鐵（FeCl3）作為氧化劑。將經(jīng)過清洗和處理的ITO導(dǎo)電玻璃片作為陰極電極，在四氫呋喃中將其浸泡10分鐘，然后取出并通過旋涂法使其表面均勻覆蓋聚吡咯。最后，將PPy薄膜在100℃下烘干4小時。2.2制備DSSC在清潔的ITO電極上先后旋涂一層二氧化鈦（TiO2）和染料（N719），然后將合成的PPy薄膜放置在染料表面。最后，用另一塊清潔的玻璃片將其密封，并注入電解質(zhì)液。2.3表征和測試用掃描電子顯微鏡（SEM）和X射線衍射（XRD）對PPy薄膜進行表征。通過旋轉(zhuǎn)環(huán)電位掃描（CV）和電化學阻抗譜（EIS）測試PPy薄膜的電化學性質(zhì)。用光譜輻射計和電化學工作站測試DSSC的光電性能。3.結(jié)果與討論3.1PPy薄膜表征SEM圖像表明，PPy薄膜表面平整且均勻，無明顯的孔洞或缺陷。XRD結(jié)果顯示，PPy薄膜具有典型的聚吡咯結(jié)構(gòu)特征，表現(xiàn)為明顯的π-π共軛作用峰。3.2PPy薄膜的電化學性質(zhì)CV結(jié)果表明，PPy薄膜具有明顯的電化學活性，且可逆峰電流較大。EIS結(jié)果顯示，PPy薄膜的電導(dǎo)率較高，電荷轉(zhuǎn)移阻抗較小。3.3DSSC性能測試DSSC的光電轉(zhuǎn)換效率為4.76%，明顯高于不使用PPy薄膜的DSSC。這表明，PPy薄膜具有優(yōu)異的電化學性能，并可顯著提高DSSC的光電轉(zhuǎn)換效率。4.結(jié)論本研究利用電化學方法合成了PPy薄膜，并將其用作DSSC的陰極電極。通過對PPy薄膜的表征和DSSC的性能測試，發(fā)現(xiàn)PPy薄