论文部分内容阅读
石墨烯独特的结构赋予它卓越的物理化学性能,作为一种新兴的二维材料,它在传感器、超级电容器、锂离子电池、太阳能电池等电化学领域有着广阔的应用前景,开辟了材料科学研究的新领域。本文采用氧化还原法制备出了石墨烯粉末,然后以石墨烯为前驱体,采用不同的方法来制备石墨烯纳米复合材料,对复合材料的电学性能进行了一系列的研究。并组装以复合物薄膜为对电极的染料敏化太阳能电池(Dye-sensitized solar cells,DSSCs),研究其光电转换效率的影响机理。主要工作如下：1.通过本课题组改进了的氧化还原法制备出氧化石墨烯(GO)和石墨烯(RGO)。X射线衍射(XRD)分析表明氧化石墨烯的层间距离大约是0.87nm。透射电子显微镜(TEM)照片显示所制备的氧化石墨烯均为少层的结构,表面较为平整。傅里叶红外光谱(FT-IR)证明了氧化石墨烯上羟基、羧基和环氧基等含氧功能基团的存在。2.我们分别通过一步还原法和两步还原法制备了低载铂量的铂/石墨烯(Pt/RGO)复合材料。循环伏安法(CV)和电化学交流阻抗测试(EIS)表明复合材料对I-/I3-的还原具有较高的电化学活性。我们采用滴涂法,在FTO导电玻璃上制备了Pt/RGO复合薄膜,并作为对电极,组装的DSSCs的光电转换效率仅比基于铂对电极的低0.91%。3.我们通过原位聚合法合成了聚吡咯-聚苯乙烯磺酸钠/石墨烯(PPy-PSS/RGO)复合材料。利用FT-IR、TEM和SEM对产物的结构和微观形貌进行了表征。通过改变呲咯(Py)单体和RGO的配比,合成了一系列产物。利用滴涂法制备了用于组装DSSCs的复合薄膜对电极。测试发现复合薄膜对电极对I-/I3-还原的电化学活性得到了改善。基于PPy-PSS/RGO复合薄膜对电极的DSSCs的光电转换效率比基于铂对电极的低1.82%。