合肥研究院在量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池研究中取得進(jìn)展
QDSCs是具有廣闊發(fā)展前景的第三代太陽(yáng)能電池，對(duì)電極作為QDSCs的重要組成部分，起到促進(jìn)電荷傳輸、加速電解質(zhì)還原的作用。硫化銅(CuS)憑借其較高的電導(dǎo)率和催化活性，被廣泛地應(yīng)用于QDSCs對(duì)電極的研究。目前使用的CuS對(duì)電極厚度大多為幾百納米至幾微米，厚度低于100納米的對(duì)電極鮮有報(bào)道。降低對(duì)電極厚度具有降低成本、提高催化材料與基底的結(jié)合力等優(yōu)點(diǎn)，因此，在催化活性相當(dāng)?shù)那疤嵯?，厚度較薄的對(duì)電極更具優(yōu)勢(shì)。
該課題組使用簡(jiǎn)單的化學(xué)浴法制備了一系列厚度低于100nm的CuS薄膜，研究了不同前驅(qū)體溶液濃度對(duì)薄膜厚度、表面粗糙度和電阻率的影響。在此基礎(chǔ)上，將不同厚度的CuS薄膜作為對(duì)電極應(yīng)用于CdS/CdSe量子點(diǎn)共敏化的QDSCs，研究了它們對(duì)QDSCs的性能的影響規(guī)律，結(jié)果發(fā)現(xiàn)厚度僅為64nm左右的CuS對(duì)電極(CS2.5)組裝的QDSCs獲得了3.25%的光電轉(zhuǎn)換效率(如圖A所示)，優(yōu)于Pt對(duì)電極(1.91%)和刮涂法制備的厚度達(dá)2.8μm的CuS對(duì)電極(CS-DB，2.15%)，這也是目前報(bào)道使用如此薄的CuS對(duì)電極在QDSCs中的獲得的最高效率。電化學(xué)阻抗譜(EIS如圖B所示)、Tafel極化曲線和循環(huán)伏安曲線(CV)等電化學(xué)測(cè)試表明，這種薄CuS對(duì)電極具有更高的催化活性和穩(wěn)定性。