DOI:10.1016/j.apsusc.2020.148429
毫无疑问,对电极(CE)在染料敏化太阳能电池(DSSCs)中起着至关重要的作用。本文采用静电纺丝和水热法成功制备了铁酸锌/碳纳米纤维(ZnFe2O4/CNFs)复合材料,并将其涂覆在钛(Ti)网上作为一种有效的CE材料,从而进一步应用于DSSCs。以钛网为导电基材可使DSSCs具有更小的传输电阻、较高的稳定性和可持续利用性。经过反复测量,在钛网上制备的ZnFe2O4/CNFs CE的功率转换效率(PCE)为9.05%,高于相同条件下的商用铂(Pt)氟掺杂氧化锡(FTO)CE(7.21%)和CNFs钛网CE(7.80%)。最有趣的是,在Ti网上制备的CNFs CE具有比Pt CE更高的PCE,这主要是由于使用钛网更有利于碘离子的界面传输和电子转移速率。综上所述,ZnFe2O4/CNFs复合Ti网CE具有良好的电化学性能,有利于DSSCs的低成本高效应用。
图1.(a)纯CNFs和(b-c)ZnFe2O4/CNFs的SEM图像,(d)ZnFe2O4/CNFs的TEM图像,(e)ZnFe2O4/CNFs的HRTEM图像,(f-i)ZnFe2O4/CNFs复合材料的元素映射图。
图2.ZnFe2O4/CNFs的EDS光谱(a)和XRD图谱(b)。
图3.ZnFe2O4/CNFs复合材料的XPS光谱。
图4.ZnFe2O4/CNFs和CNFs的N2吸附-解吸等温线。
图5.不同对称CEs的Tafel极化曲线。
图6.配备不同CEs的器件的J-V曲线。
图7.在I3-/I-电解质中不同CEs的CVs(a);ZnFe2O4/CNFs CE的50个循环CVs(b);ZnFe2O4/CNFs CE在50个循环之前和之后的SEM图像。
图8.ZnFe2O4/CNFs,Pt和CNFs的奈奎斯特图。