西建小大云斯宁教授JMCA：下功能光伏电催化质料修筑与催化机制清晰 – 质料牛

【功能简介】

染料敏化太阳能电池（Dye-sensitized solar cells,西建小大A下晰质 DSSCs）具备比照传统硅基太阳能电池，由于着实际转化效力下、宁教情景不战、功能光伏制制老本低、电催工艺简朴等特色已经成为继硅基战薄膜太阳能电池(砷化镓、化质化机碲化镉等)之后新一代太阳能电池规模最尾要的料修料牛钻研标的目的，做为一种净净能源足艺备受闭注。筑催制清

对于电极催化剂对于DSSC的西建小大A下晰质总体功能起着至关尾要的熏染感动，卓越的宁教导电性战劣秀的催化活性，是功能光伏幻念对于电极催化剂的功能需供。远期，电催西安修筑科技小大教功能质料钻研所云斯宁教授（通讯做者）“能源质料下效战老本化操做”钻研团队正在国内质料规模声誉期刊Journal of Materials Chemistry A宣告论文，化质化机论文坐异性天操做去世物基碳质料（较下的料修料牛导电性）战铌基单金属化开物（卓越的催化活性）之间的协同效应，将芦荟皮销誉物制备的筑催制清去世物多孔碳（Bio-based porous carbon，BPC）引进到铌基单金属氧化物（ZnNb₂O₆），西建小大A下晰质组成复开质料，后退了纳米颗粒的分说性战电子传输才气，赫然天改擅了对于电极质料的导电性、催化活性战电化教晃动性。将其做为对于电极催化剂操做于DSSCs，患上到了8.83%的光电转化效力。此外，论文经由历程第一性道理稀度泛函实际合计，从实际上讲明了对于电极质料劣秀电催化活性的本征前导收端。

【图文导读】

图1 去世物量碳背载铌基单金属氧化物的操做下场及分解示诡计。

图2

 (a) BPC的X射线衍射图谱；(b) ZnNb₂O₆/BPC的X射线衍射图谱；(c) BPC、ZnNb₂O₆、ZnNb₂O₆/BPC的推曼光谱；(d) BPC的氮气吸-脱附及孔径扩散直线；(e) ZnNb₂O₆的氮气吸-脱附及孔径扩散直线；(f) ZnNb₂O₆/BPC的氮气吸-脱附及孔径扩散直线。

图3 

下分讲X射线光电子能谱(a)Zn 2p；(b)Nb 3d；(c)ZnNb₂O₆的O 1s；(d)BPC的C 1s；(e) Zn 2p；(f) Nb 3d；(g) ZnNb₂O₆/BPC的O 1s；(h) ZnNb₂O₆/BPC的C 1s。

图4

 (a) BPC；(b) ZnNb₂O₆；(c) ZnNb₂O₆/BPC的隐微挨算。

图5 

(a)不开对于电极组拆DSSC的光伏直线图；(b) 不开对于电极的循环伏安图；(c)不开对于电极组拆对于称电池的塔菲我极化直线图；(d) 不开对于电极组拆对于称电池的Nyquist图；(e) 部份放大大的Nyquist阻抗图；(f)不开对于电极组拆DSSC的暗电流-电压直线图。

图6

(a-d)不开对于电极的100圈循环伏安图；(e-h) 不开对于电极的氧化复原复原峰电流稀度修正及CV循环100圈先后电极概况比力图。

图7 不开对于电极组拆对于称电池的多圈扫描Nyquist图。

(a)BPC；(b) ZnNb₂O₆；(c) ZnNb₂O₆/BPC；(d)Pt。

图8 

(a) ZnNb₂O₆的态稀度；(b-d)Pt、Zn、Nb的态稀度。

图9 I₃^- 份子正在ZnNb₂O₆晶里(110)战(100)的概况吸附。

【总结与展看】

那项工做将实际争魔难魔难相散漫，经由历程实际合计战魔难魔难钻研，从能带战概况吸附两个圆里，讲明了对于电极质料的催化机制，为下功能对于电极质料的设念、修筑、及功能劣化提供了一种实用的策略。

简评：

能源惊险战情景传染是现古天下人类社接睹接睹会里临的两小大艰易，可再去世能源的操做是处置那一问题下场的闭头。太阳能战去世物量能做为老本量最小大的可再去世能源，其下效斥天战利于对于能源的可再去世操做战社会的可延绝去世少意思宽峻大。西安修筑科技小大教云斯宁教授新能源质料钻研团队，依靠该校国家策略性新型业余“老本循环科教与工程”战“功能质料”，散焦于太阳能战去世物量能的操做，睁开与有机非金属质料相闭的底子钻研战足艺操做斥天，力争经由历程新能源质料的钻研战斥天，处置国家去世少历程中的宽峻大能源需供，真现老本化循环综开操做。

论文链接：

C.Wang, S. Yun*, Q. Fan, Z. Wang, Y. Zhang, F. Han, Y. Si and A. Hagfeldt, J. Mater. Chem. A, 2019, 7, 14864-14875. A hybrid niobium-based oxide with bio-based porous carbon as an efficient electrocatalyst in photovoltaics: a general strategy for understanding the catalytic mechanism.

DOI: 10.1039/C9TA03540K

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/ta/c9ta03540k/unauth#!divAbstract

本文系西安修筑科技小大教功能质料钻研所云斯宁教授团队供稿

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