人類對化石能源的過度開采與利用導致了嚴峻的環(huán)境問題和能源危機。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、組裝工藝簡單以及環(huán)境友好等特點,因而受到研究者的廣泛關(guān)注。對電極是DSSCs的一個關(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。通常,DSSCs的對電極為貴金屬鉑（Pt）,但Pt的儲量有限、價格高昂、在電化學環(huán)境中穩(wěn)定性差,這些缺點很大程度上增加了 DSSCs的成本和限制了其規(guī)�；瘧�。開發(fā)廉價、高效、穩(wěn)定性好的對電極來取代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),因此在各個能源應用中得到廣泛關(guān)注。然而,相比電化學活潑的石墨烯邊緣,其基面是電化學惰性的,這就限制了石墨烯的整體電化學性能�；诖�,采用雜原子摻雜技術(shù)和對基面進行官能化的策略構(gòu)筑富活性位的石墨烯基DSSCs對電極材料,并對其催化性能進行了評價。主要結(jié)果如下:（1）利用化學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】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：博士

【部分圖文】：

世界能源結(jié)構(gòu)預}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)計的各??種太陽能電池的認證效率，單晶桂電池和多晶桂基電池的最尚認證效率均達２０％以上；??硅基電池常采用高溫提拉或澆筑的方法進行組裝，工藝趨于成熟，現(xiàn)已實現(xiàn)規(guī)�；瘧�，??當前的市場份額約為８５％。其缺點是消耗大量的硅原料、生產(chǎn)成本高、生產(chǎn)工藝復雜，??并且組裝過程中需要高能耗。第二代太陽能電池為無機薄膜太陽能電池，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２０％以上??（如ＣｕＩｎＧａＳｅ和ＣｄＳｅ電池），但此類電池需要砷和隔等重金屬，對生態(tài)系統(tǒng)具有嚴重危??害；ＣｕＩｎＧａＳｅ器件中銦或硒為儲量有限的稀有金屬；綜合這幾點，第二代太陽能電池無??法取代第一代器件的市場，其市場份額約占１５％。??Ｂｅｓｔ?Ｒｅｓｅａｒｃｈ－Ｃｅｌｌ?Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｉｅｓ?ｉ＾＊ＮＲＥＬ??５２１???￣—１??ＭｏＫｊｕｎｃｔｉｏｎ?Ｃｅｌｌｓ?（２－ｔｅｍｗ？ｉ


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