《中空硫屬化合物異質納米結構的合成及催化性能研究》是依託上海大學，由黃守雙擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：中空硫屬化合物異質納米結構的合成及催化性能研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：黃守雙
- 依託單位：上海大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
將太陽能轉變為電能是解決能源危機和環境問題的理想途徑，基於光電轉化的太陽能電池技術是一種重要的解決方案，而該技術的核心在於高效太陽能電池的開發。本項目以高效染料敏化太陽能電池（DSSCs）的套用為背景，以廉價、高效、穩定對電極材料的開發為突破點，設計合成中空硫屬化合物-金屬合金異質結複合對電極。該設計將充分利用對電極催化劑在結構、組分等方面的優勢：（1）中空結構提供更多活性位點；（2）金屬合金-半導體之間形成的肖特基結整流效應有效促進電荷在界面處的快速轉移；（3）最佳化的金屬合金對電極不僅具有更好的催化活性，而且有利於解決硫化物對電極電阻率高以及貴金屬成本高的難題。項目圍繞異質結組成單元的組分、形貌以及異質結整流特性與催化活性、能量轉換效率之間的構效關係展開研究，探索對電極界面處發生的氧化還原反應的電子傳輸和物質擴散規律，為理性設計高活性、低成本DSSCs對電極材料提供新的途徑。
結題摘要
染料敏化太陽能電池是新一代太陽能光伏器件，具有價格低廉、封裝工藝簡單、以及較高的光電轉化效率等優勢。經典的DSSCs 具有“三明治”結構：染料敏化的TiO2 光陽極，含有I3−/I−電對的電解液和對電極。其中，對電極在提高DSSCs 的光電轉換效率和保持器件穩定性方面扮演重要角色。傳統的對電極是由鍍鉑（Pt）的導電玻璃充當，但由於Pt 價格昂貴，而且易被碘電解液腐蝕，從而限制了DSSCs 的大規模套用。因此，設計合成價格低廉、性能優良且穩定性好的新型對電極材料對DSSCs的發展具有重要現實意義。本項目在既往工作的基礎上，以中空Cu、Fe、Co、Ni及Mo基硫屬化合物為構建異質結的半導體材料，在能帶工程理論的指導下，設計合成具有整流效應的中空硫屬化合物-金屬合金異質結或者半導體-半導體異質結；並詳細考察異質結組成單元的形貌、元素比例、表面性質、合成方法等對其整流特性和催化活性的影響，為構建高活性、低成本DSSCs 光伏器件奠定基礎。 根據該項目申請書及計畫任務書，我們曾承諾：通過該項目研究，預期在國內外重要學術期刊(SCI & EI和國核心心期刊)上發表高水平研究論文3-4篇；對於具有重要套用價值的研究成果將申請國家發明專利2-4項。實際執行過程中，發表學術論文、專利及會議論文共31篇(項)，均標註了國家基金資助。其中SCI論文18篇，如國際著名頂級期刊ACS Applied Materials & Interfaces，Carbon，Journal of Power Sources等，中文期刊2篇，國際會議7篇，國內會議2篇，申請中國發明專利授權1項。在項目的資助下，申請者也獲得了中國博士後基金一等項目資助。較好地完成了項目申請時的各項研究目標，獲得了豐碩的研究成果。
