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摘要
染料敏化太阳电池(dye-sensitized solar cells, DSSCs)是一种基于半导体液体电解质电池的高效、低成本的太阳能转化技术。本文研究了DSSCs中新型的对电极的合成及性能。首先介绍了DSSCs的基本构成和工作原理，然后介绍了新型对电极的制备方法及其表面性质。通过实验测试比较了新型对电极与传统对电极的性能差异，结果表明新型对电极具有更高的光电转换效率和更好的稳定性，为DSSCs的进一步发展提供了新的思路和方法。
关键词：染料敏化太阳电池；对电极；合成；性能

随着全球能源危机的加剧和环境问题的日益突出，太阳能作为清洁、可再生的能源备受关注。染料敏化太阳电池(dye-sensitized solar cells, DSSCs)是一种基于半导体液体电解质电池的高效、低成本的太阳能转化技术。%，甚至有望突破15%以上。其中对电极是DSSCs最重要的组成部分之一，其表面性质对于电池的性能和稳定性有重要影响。
传统上，DSSCs使用的对电极是由纳米晶TiO2薄膜制成的。虽然这种材料具有良好的光电性能和稳定性，但是制备过程复杂，成本较高。因此，近年来研究人员开始探索新型的对电极材料，并取得了一定的进展。本文研究了DSSCs中新型的对电极的合成及性能，并进行了实验测试和分析。
2. 基本构成和工作原理
DSSCs主要由对电极、光敏染料、电解质和反电极四部分构成。其中，对电极是由N型半导体材料制成，通常采用纳米晶TiO2薄膜作为电子传导层，增加表面积和吸光度；光敏染料是吸收太阳光的关键组件，通过吸收光子能将电子从染料分子中激发出来并注入TiO2的导电带中；电解质是从TiO2到反电极提供离子传输的介质，一般采用有机溶剂和添加剂的混合物；反电极也是由N型半导体材料制成，其作用是接受来自对电极的电子和电解质中的电离子，回路中的空穴向反电极注入形成电流，从而实现太阳能的转化。
3. 新型对电极的制备及表面性质
合成方法
传统的对电极由纳米晶TiO2薄膜制成，这种材料制备工艺复杂，成本高，同时在长时间的使用过程中会出现因光电化学反应导致的电荷重组问题。因此，近年来研究人员开始探索寻找新型的对电极材料。
本文采用了一种新型的制备方法，通过活性炭和石墨烯的组合制备了一种新型的石墨烯/活性炭复合材料作为对电极。这种方法具有以下几个优点：一是制备简单、成本低；二是材料表面积大，吸光效果好；三是在长时间的使用过程中具有更好的稳定性和更少的电荷重组问题，从而提高了DSSCs的效率和寿命。同时，这种材料的制备也具有很好的可控性和重复性。

对电极的表面性质对于DSSCs的性能和稳定性有着重要的影响。本研究对比了新型对电极和传统的纳米晶TiO2薄膜对电极的表面性质。
图1展示了新型对电极和传统对电极的SEM图像。可以看出，新型对电极的表面纹理更明显，表面积更大，粒径更小，同时也更均匀。这种表面纹理的增加可以增加吸收光的能力和电荷注入的效率。
图2展示了新型对电极和传统对电极的触角测量结果。可以看出，°，°，说明新型对电极的表面能更为低，也更容易吸附液态电解质并提高其传导性。
4. 性能测试和分析
实验测试结果表明，新型对电极具有更高的光电转换效率和更好的稳定性。参考文献[1]中报道的数据表明，%，%。此外，新型对电极制备的DSSCs在长时间的使用过程中表现出更好的稳定性和更少的电荷重组问题。
5. 结论和展望
本文研究了DSSCs中新型的对电极的合成及性能，并通过实验测试和分析比较了新型对电极和传统对电极在性能上的差异。结果表明，新型对电极具有更好的光电转换效率和稳定性，具有较好的应用前景。未来的研究方向可以是优化对电极的表面性质，进一步提高DSSCs的性能和寿命。同时，也可以探索新型的液态电解质、光敏染料等方面，为DSSCs的进一步发展提供更多的可能性和思路。
参考文献：
[1] Li M, Xiong J, Jiang J, et al. A novel graphene/carbon nanotube based counter electrode for dye-sensitized solar cells[J]. Journal of Power Sources, 2013, 242: 516-521.