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稀有金属2024年第04期:氧化钼纳米杂化物的可控构筑及催化性能研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:张丽珊;张永伟;后玉芝;张阳亮;云斯宁;

单位:西安建筑科技大学材料科学与工程学院功能材料研究所;

摘要:开发具有高催化活性的对电极(CE)材料对提升染料敏化太阳能电池(DSSC)的光电转换效率(PCE)具有重要意义。在这项研究中,采用两步水热法,以MoCl_5为前驱体,去离子水为氧源,通过添加不同含量的Ni(NO_3)_2·6H_2O来可控制备3种不同形貌的氧化钼纳米催化剂(MoO_2,MoO_3和MoO_2@MoO_3)。采用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)和场发射扫描电镜(FESEM)对3种氧化钼纳米催化剂进行结构和形貌表征。由XRD结果可知:MoO_2和MoO_3分别为单斜相和正交晶相。由XPS结果可知:MoO_2,MoO_3和MoO_2@MoO_3催化剂中都仅存在元素Mo和O的特征峰,无其余杂质存在。由FESEM结果可知:3种纳米催化剂的分别为球状MoO_2,带状MoO_3以及带状上负载球状的MoO_2@MoO_3。由电化学和光伏性能测试结果可知:MoO_2,MoO_3和MoO_2@MoO_3催化剂在I_3~-/I~-电解液体系中的传荷电阻分别为85.09,16.33和3.66Ω·cm~2。使用MoO_2,MoO_3和MoO_2@MoO_3对电极催化剂材料组装的DSSC,获得的PCE分别为7.13%,6.70%和7.28%,高于Pt电极的PCE(6.46%)。100次连续循环伏安测试结果表明:3种对电极材料具有较好的电化学稳定性可作为潜在催化剂材料使用。

关键词:氧化钼;;对电极(CE);;染料敏化太阳能电池(DSSC);;催化活性;;纳米杂化物

基金资助:国家自然科学基金项目(51672208);; 陕西省重点研发计划-国际合作重点项目(2019KWZ-03);; 陕西省重点科技创新团队(2022TD-34);; 青海省高原绿色建筑与生态社区重点实验室开发基础项目(KLKF-2019-002)资助