用于染料敏化太阳能电池的二维过渡金属二硫属化物基对电极
摘要
染料敏化太阳能电池（DSSCs）作为半导体基薄膜太阳能电池的替代品正获得广泛关注。贵金属铂（Pt）传统上被用作制造 DSSCs 的对电极（CE）材料。由于 Pt 昂贵且稀缺，人们一直在探索新材料以开发具有成本效益的无铂对电极用于 DSSCs。二维（2D）石墨烯基对电极已实现了已知最高的 13% 的光电转换效率（{\eta}），这激发了在二维层状过渡金属二硫属化物（TMDs）领域的研究活动，以开发无铂 DSSCs。在这篇综述中，讨论并总结了基于地球上储量丰富的二维 TMDs（包括 MoS2、WS2、TiS2、FeS2、CoS2、NiS2、SnS2、MoSe2、NbSe2、TaSe2、NiSe2、FeSe2、CoSe2、Bi2Se3 及其复合材料）制造低成本无铂 DSSCs 的替代对电极所取得的进展。此外，还讨论了基于 MoS2 薄膜以及 MoS2 与碳、石墨烯、碳纳米管（CNTs）、碳纳米纤维（CNFs）和聚（3,4-乙烯二氧噻吩）:聚（苯乙烯磺酸盐）（PEDOT:PSS）的复合材料作为 DSSCs 高效对电极（CEs）在电化学和光伏性能方面取得的重大进展。目前，在 DSSCs 中，对于将三碘化物（I3-）还原为碘化物（I-）的反应，许多 TMD 基 CEs 已记录到高于标准 Pt CE 的 PCE 值，这些 CEs 包括沉积在 Mo 箔上的 MoS2 和 MoSe2 薄膜、MoS2/CNTs、MoS2/石墨烯、MoS2/碳、MoSe2/PEDOT:PSS、NbSe2、FeS2、FeSe2 纳米片、TiS2/石墨烯和 NiS2/石墨烯混合系统。在 1 个太阳光照（100 mW/cm2, AM 1.5G）下，对于具有沉积在泡沫镍上的低成本且柔性的 CoSe2/碳纳米攀壁对电极的 DSSCs，测量到了相对于 Pt CE（{\eta}=8.25%）的最高 PCE（{\eta}=10.46%）。
引用
@article{arxiv.1703.04084,
title = {Two-Dimensional Transition Metal Dichalcogenides-Based Counter Electrodes for Dye-Sensitized Solar Cells},
author = {Eric Singh and Ki Seok Kim and Geun Young Yeom and Hari Singh Nalwa},
journal= {arXiv preprint arXiv:1703.04084},
year = {2017}
}
备注
163 pages, 32 figures, 4 tables