人類對(duì)化石能源的過度開采與利用導(dǎo)致了嚴(yán)峻的環(huán)境問題和能源危機(jī)。作為第三代太陽能電池的杰出代表,染料敏化太陽能電池（DSSCs）具有成本低、組裝工藝簡(jiǎn)單以及環(huán)境友好等特點(diǎn),因而受到研究者的廣泛關(guān)注。對(duì)電極是DSSCs的一個(gè)關(guān)鍵組成部分,它可以收集來自外電路的電子并催化電解質(zhì)中碘三陰離子（I3-）的還原反應(yīng)。通常,DSSCs的對(duì)電極為貴金屬鉑（Pt）,但Pt的儲(chǔ)量有限、價(jià)格高昂、在電化學(xué)環(huán)境中穩(wěn)定性差,這些缺點(diǎn)很大程度上增加了 DSSCs的成本和限制了其規(guī)模化應(yīng)用。開發(fā)廉價(jià)、高效、穩(wěn)定性好的對(duì)電極來取代Pt迫在眉睫。作為碳家族中的一顆新星,石墨烯具有優(yōu)異的理化性質(zhì),因此在各個(gè)能源應(yīng)用中得到廣泛關(guān)注。然而,相比電化學(xué)活潑的石墨烯邊緣,其基面是電化學(xué)惰性的,這就限制了石墨烯的整體電化學(xué)性能�；诖�,采用雜原子摻雜技術(shù)和對(duì)基面進(jìn)行官能化的策略構(gòu)筑富活性位的石墨烯基DSSCs對(duì)電極材料,并對(duì)其催化性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)。主要結(jié)果如下:（1）利用化學(xué)法切割碳納米管并結(jié)合高溫氮摻雜策略制備了富邊緣位、基面被充分活化的氮摻雜石墨烯納米帶（N-GNRs）。結(jié)構(gòu)表征發(fā)現(xiàn)N-GNRs骨架中氮存在三種構(gòu)型:石墨化氮、吡... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：158 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

世界能源結(jié)構(gòu)預(yù)}mFig.1.1Predictionofglobalenergystmeh}re+}

效率為６％［５］。１９５８年，硅太陽能電池被用于美國先鋒一號(hào)衛(wèi)星的供電系統(tǒng)。這一里程??碑事件自此打開了人們研宄、開發(fā)太陽能電池的大門。截至目前，太陽能電池的發(fā)展經(jīng)??歷了三代，如圖１．２所示。??ｈ?二一ｊ?Ｌ－?－ｖ?ｔ?？二—?ｊ??圓國＿?＿關(guān)畫■?■??圖１．２太陽能電池的分類??Ｆｉｇ．?１．２?Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｏｌａｒ?ｃｅｌｌｓ??第一代太陽能電池為單晶或多晶ｐ－ｎ結(jié)太陽能電池。圖１．２為美國ＮＲＥＬ統(tǒng)計(jì)的各??種太陽能電池的認(rèn)證效率，單晶桂電池和多晶桂基電池的最尚認(rèn)證效率均達(dá)２０％以上；??硅基電池常采用高溫提拉或澆筑的方法進(jìn)行組裝，工藝趨于成熟，現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)規(guī)�；瘧�(yīng)用，??當(dāng)前的市場(chǎng)份額約為８５％。其缺點(diǎn)是消耗大量的硅原料、生產(chǎn)成本高、生產(chǎn)工藝復(fù)雜，??并且組裝過程中需要高能耗。第二代太陽能電池為無機(jī)薄膜太陽能電池，包括非晶硅薄??－２?－??

?膜電池、多元化合物（ＧａＡｓ／ＣｄＴｅ／ＣｕＩｎＧａＳｅ）薄膜電池等。非硅基電池的常規(guī)制備方法為??氣相沉積，因此比第一代電池的生產(chǎn)成本低，但其最高認(rèn)證效率較低，僅為１３．６％（圖１．２）；??另外其穩(wěn)定性也較硅基器件差很多。盡管多元化合物太陽能電池的效率可達(dá)２０％以上??（如ＣｕＩｎＧａＳｅ和ＣｄＳｅ電池），但此類電池需要砷和隔等重金屬，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)具有嚴(yán)重危??害；ＣｕＩｎＧａＳｅ器件中銦或硒為儲(chǔ)量有限的稀有金屬；綜合這幾點(diǎn)，第二代太陽能電池?zé)o??法取代第一代器件的市場(chǎng)，其市場(chǎng)份額約占１５％。??Ｂｅｓｔ?Ｒｅｓｅａｒｃｈ－Ｃｅｌｌ?Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｉｅｓ?ｉ＾＊ＮＲＥＬ??５２１???￣—１??ＭｏＫｊｕｎｃｔｉｏｎ?Ｃｅｌｌｓ?（２－ｔｅｍｗ？ｉ


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