基于量子點涂料的柔性光陽極及碳基對電極的制備和優(yōu)化

童 晶 方文娟 嵇小荷 趙卿飛 張 華＊，

(1華東理工大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院，上海市功能性材料化學(xué)重點實驗室，上海 200237)

(2上海師范大學(xué)化學(xué)系，上海 200234)

量子點(QDs)是一種無機半導(dǎo)體納米材料，具有連續(xù)可調(diào)的吸收光譜、優(yōu)良的光穩(wěn)定性、較窄的發(fā)光光譜[1]，因此，量子點作為光吸收劑在太陽電池中有廣闊的應(yīng)用前景。量子點敏化太陽電池(QDSCs)從染料敏化太陽電池(DSSCs)發(fā)展而來，具有典型的“三明治”結(jié)構(gòu)，由光陽極、對電極和電解質(zhì)三部分組成。近5年來，QDSCs的效率從不足5%發(fā)展到超過12%[2-4]。然而，性能良好的QDSCs都是基于氟摻雜二氧化錫(FTO)導(dǎo)電玻璃基底的光陽極，而柔性QDSC的研究成果十分有限，效率顯著低于剛性QDSC，也低于柔性DSSC。在QDSC中用柔性基底替換FTO，不僅可以減輕重量和成本，還可以構(gòu)筑柔性QDSC，從而潛在地應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備和可穿戴儀器設(shè)備等[5-6]。目前柔性QDSC效率低很大程度上受限于柔性電極，包括光陽極和對電極的制備和使用。

常用的柔性基底有銦錫氧化物(ITO)/聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)[7]，銦錫氧化物(ITO)/聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料基底[8]，石墨紙(GP)[9]以及金屬箔片和鈦線(Ti)[10-11]等，其中，ITO/PET和ITO/PEN具有優(yōu)異的柔韌性、良好的透光性、導(dǎo)電性和穩(wěn)定的電化學(xué)活性，是最常用的柔性基底[12-14]。但該基底最大缺陷在于不能承受150℃以上溫度處理。HaLfeldt等[15]利用超過200 kL·cm-2的壓力直接將預(yù)先制備好的TiO2納米顆粒沉積在柔性導(dǎo)電基底上，所組裝DSSC效率達到了5.5%。Miyasaka等[16]制備了無粘合劑的介孔TiO2漿料，然后在ITO-PEN基底上通過刀刮法制得TiO2薄膜，所得DSSC最高效率達到5.8%。……