SO42-和I-共掺杂的聚苯胺对电极在染料敏化太阳电池中的应用

摘要

采用循环伏安法(Cv)在掺杂氟的二氧化锡(FTO)导电玻璃上,成功聚合了SO42-和I共掺杂的聚苯胺(PANI)对电极.利用扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱、傅里叶红外(FT-IR)吸收光谱、CV和电化学阻抗谱(EIS)等测试方法详细研究了I-作为第二种掺杂离子及LiI掺杂浓度对所制备的PANI对电极的表面形貌,结构和对I/I3-氧化还原电对的催化活性的影响.SEM结果显示在聚合电解液中引入LiI改变了所制备的PANI对电极的形貌,可提供更多的催化反应活性位点,同时还改善了薄膜的孔隙性.值得注意的是,引入I-共掺杂可在一定程度上使3I-(→)I3-+2e-反应在相应的PANI电极上更容易进行.在反应体系中LiI浓度为0.02 mol·L-1时得到的PANI对电极,组装成电池时获得的电池效率最高可达6.52％,相当于Pt对电极6.95％的93.8％,比基于只掺杂SO42-的PANI对电极的光电转换效率提高了16％,说明SO42-和I-共掺杂的PANI对电极可以提高相应染料敏化太阳电池的光电转换性能,有望在未来成为Pt对电极的替代材料.