具有高导电性的碳浆料的制作与表征文献综述

 2021-10-25 21:05:11

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一.钙钛矿太阳能电池、碳对电极及导电碳浆简介面对日益紧张的资源危机,寻求新的可再生能源成为当务之急,太阳能作为可再生能源具有十分广阔的发展前景。

而传统的硅太阳能电池由于价格昂贵,制备过程中容易造成污染等原因,难以成为理想的太阳能利用方式【1,2】。

染料太阳能电池的出现引起了全世界研究人员的关注,但传统燃料电池也有着很明显的缺点,其光电转换效率与硅太阳能电池相比有较大差距,与其理论转化效率30%更是相去甚远【3,4】。

钙钛矿太阳能电池在传统染料太阳能电池的基础上采用全固态形式,既可以避免液体电解质所带来的易挥发,不稳定,部分无关反应不可逆等问题,又可以获得高转换效率,研究者通过不断改进钙钛矿器件结构,其光电转换效率已经达到22.7%【5】。

下图是一种常见的钙钛矿太阳能电池结构,主要由以下六部分组成:导电玻璃、致密层、多孔层、钙钛矿层、空穴传输层、对电极【4】。

钙钛矿太阳能电池的研究工作中多采用金对电极。

而金对电极有着价格昂贵, 需要高真空高温的热蒸发的高制备条件等缺点。

导电碳浆是以非金属导体料碳系微粒均匀的分布于热塑性或热固性树脂中形成的粘稠浆状物【6】,习惯上将其称为碳系导电油墨【7】,用导电碳浆料来制备电极是一种十分有前景的方式。

与贵金属电极相比,碳电极具有导电性良好、成本低廉、来源广泛且性质稳定等优势,同时它具有和Au电极相当的功函数。

常用来制备碳电极的碳材料包括石墨Graphite(G)、导电炭黑Carbon black(CB)、碳纳米管Carbon nanotubes(CNT)及石墨烯Graphene等。

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