石墨炔-无机纳米复合材料在染料敏化太阳能电池对电极的应用：机理探索及性能优化

项目名称： 石墨炔-无机纳米复合材料在染料敏化太阳能电池对电极的应用：机理探索及性能优化

项目编号： No.21401199

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 张丽娟

作者单位： 中国科学院过程工程研究所

项目金额： 25万元

中文摘要： 石墨炔具有独特的结构和优异的理化性能，它的出现为碳基复合材料的发展提供了新的机遇。本项目以开发廉价高效稳定的染料敏化太阳能电池（DSC）对电极材料为切入点，拟采用理论与实验相结合的方式，研究石墨炔-无机纳米DSC对电极复合材料。石墨炔独特的碳碳三键结构使其与无机纳米粒子有效键合，通过协同作用，一方面可增加复合材料的电子传输能力，从而增强材料的电化学稳定性；另一方面可加快I3-与对电极的电子交换速率，提高材料的电催化性能。本项目拟通过理论模拟研究“石墨炔-金属团簇”以及“石墨炔-金属硫化物”的表界面电荷转移、活性位点、吸附行为以及电催化机理等，建立一套较为通用的模拟DSC对电极材料的方法；结合理论研究进行实验制备，通过调节材料的复合方式、复合比例以及氮掺杂等方法调控材料的形貌和性能，制备两三种高效DSC对电极催化材料，探明其构效关系，为DSC对电极材料的定向设计及可控制备提供依据。

中文关键词： 石墨炔金属复合材料；少层石墨炔纳米材料；阴离子吸附机理；理论计算；光电转换

英文摘要： The application aims at developing efficient, low-cost, and stable graphdiyne (GDY)-inorganic nanocomposites for counter electrodes of dye-sensitized solar cells (DSC). Due to the unique diacetylenic linkage of GDY, chemical bonding can be formed between

英文关键词： Graphdiyne-metal nanocomposites；The few-layer graphdiyne nanosheets；anion-adsorption mechanism；Theoretical calculations；photoelectric conversions