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河北大学李玲&赵晓辉&张文明Appl. Surf. Sci.:在碳纳米纤维上原位合成ZnFe2O4粗糙纳米球作为染料敏化太阳能电池中三碘化物还原的高效钛网基质对电极
2020/11/13 17:16:38 易丝帮

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。

 

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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。


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图2.ZnFe2O4/CNFs的EDS光谱(a)和XRD图谱(b)。


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图3.ZnFe2O4/CNFs复合材料的XPS光谱。


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图4.ZnFe2O4/CNFs和CNFs的N2吸附-解吸等温线。


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图5.不同对称CEs的Tafel极化曲线。


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图6.配备不同CEs的器件的J-V曲线。


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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。


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图8.ZnFe2O4/CNFs,Pt和CNFs的奈奎斯特图。


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