化学工业与工程
年第38卷第1期
特邀评述
01
染料敏化太阳能电池碳基对电极的研究进展
肖东1,孟祥桐1*,马洋*1,邱介山1,2*1.北京化工大学化学工程学院,北京;2.大连理工大学化工学院,辽宁大连
摘要：作为第3代新型薄膜太阳能电池的代表之一，染料敏化太阳能电池（DSSCs）是近年来光伏领域的一个研究热点。对电极是DSSCs的一个关键组成部分，其功能是收集来自外电路的电子并实现电解质中I3-的催化还原。通常，DSSCs的对电极为贵金属铂（Pt），但Pt的储量有限、价格高昂、在电化学环境中稳定性差，这些缺点很大程度上增加了DSSCs的成本并限制了其规模化应用。开发廉价、高效、稳定性好的对电极材料，是克服这些瓶颈性难题的有效对策。碳材料具有低成本、高导电性和良好稳定性等优点，有望取代昂贵的Pt对电极。介绍近年来碳基对电极的研究进展，包括多孔碳、碳纳米纤维、碳纳米管、石墨烯、石墨炔和MOF衍生碳等材料，分析比较各种功能碳材料的结构特点，详述其制备方法；归纳总结碳材料的原子/电子性质、限域结构、表界面物性、缺陷位等对质量传递、电荷传递、电催化活性的调变规律。最后，展望了功能碳材料对电极现存的问题及未来发展的方向。
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