DOI:10.1016/j.materresbull.2020.110800

染料敏化太阳能电池(DSSCs)对电极(CE)需要同时具有良好的导电性和较高的催化活性，复合材料更好地满足了这两个要求。本文采用简单的静电纺丝和水热法制备了Bi2S3/碳纳米纤维（CNFs）复合材料，通过对Bi2S3含量的优化，在CNFs上致密生长了大量的Bi2S3纳米颗粒且没有团聚现象。首次将Bi2S3/CNFs复合材料作为CE引入DSSCs。优化后的Bi2S3/CNFs复合材料具有良好的电化学性能，光电转换效率（PCE）为7.64%，优于常用的Pt CE（7.12%）。因此，基于其低廉的成本和简单的制备工艺，Bi2S3/CNFs CE在开发无Pt CEs方面具有广阔的前景，有助于促进DSSCs的大规模应用。

图1.Bi2S3/CNFs-1（a）、Bi2S3/CNFs-2（b，e）和Bi2S3/CNFs-3（c）的SEM图像，Bi2S3/CNFs-2（d，f）的TEM图像，Bi2S3纳米颗粒的高分辨率晶格图案（g），Bi2S3/CNFs-2的EDS光谱（h），Bi2S3/CNFs-2的元素映射图像（i-l）。

图2.Bi2S3和Bi2S3/CNFs复合材料的XRD图谱（a），Bi2S3和Bi2S3/CNFs-2样品的全扫描光谱（b）、Bi 4f和S 2p（c），Bi2S3/CNFs-2样品的C 1s（d）XPS光谱。

图3.Bi2S3/CNFs-2的N2吸附-解吸等温线（a），Bi2S3/CNFs-2的Barrett-Joyner-Halenda（BJH）孔径分布曲线（b）。

图4.添加碘化物电解质的CNFs、Bi2S3/CNFs-1、Bi2S3/CNFs-2、Bi2S3/CNFs-3、Pt CEs（a）和Bi2S3/CNFs-2 CEs（b）在50个循环中，以50 mV s-1扫描速率的循环伏安曲线（CV）。

图5.CNFs、Bi2S3/CNFs-1、Bi2S3/CNFs-2、Bi2S3/CNFs-3、Pt CEs的奈奎斯特图。

图6.使用CNFs、Bi2S3/CNFs-1、Bi2S3/CNFs-2、Bi2S3/CNFs-3、Pt CEs的DSSCs的光电流密度-电压（J-V）曲线。

图7.使用不同厚度Bi2S3/CNFs-2 CEs的DSSCs的光电流密度-电压（J-V）曲线。

图8.CNFs、Bi2S3/CNFs-1、Bi2S3/CNFs-2、Bi2S3/CNFs-3、Pt CEs的Tafel极化曲线。