Hochleistungsfähige MoIn₂S₄@CNT Gegenelektroden für Farbstoff-sensibilisierte Solarzellen

Zusammenfassung

Eine ternäre und komposite MoIn₂S₄@CNTs Gegenelektrode (CE) mit Igelball-Struktur wurde mittels einfacher einstufiger hydrothermaler Methode synthetisiert. Der komposite MoIn₂S₄@CNTs-Film besitzt große spezifische Oberfläche durch N₂-Adsorptions-Desorptions-Isothermen-Test, vorteilhaft für Adsorption von mehr Elektrolyt und Bereitstellung größerer aktiver Kontaktfläche für die Elektrode. Zudem zeigt die komposite MoIn₂S₄@CNTs CE niedrigen Ladungstransferwiderstand und feine elektrokatalytische Fähigkeit, nachgewiesen durch elektrochemische Tests: Zyklovoltammetrie, elektrochemische Impedanzspektroskopie und Tafel-Kurven. Unter optimalen Bedingungen erreicht die DSSC basierend auf MoIn₂S₄@CNTs-2 kompositer CE beeindruckende Leistungswandlungseffizienz von 8,38 %, die DSSCs mit MoIn₂S₄ CE (7,44 %) und Pt-Elektrode (8,01 %) deutlich übertrifft. Die vorliegende Arbeit bietet einen vereinfachten Herstellungsprozess für DSSCs.

Hintergrund

In den letzten Jahrzehnten ist es dringend, erneuerbare Energie zu erschließen und zu nutzen, um konventionelle fossile Brennstoffe angesichts schwerer Energiekrise und zunehmender Umweltdegradation zu substituieren. Farbstoff-sensibilisierte Solarzellen (DSSCs) haben weitverbreitete Forschung durch Umweltfreundlichkeit, einfachen Herstellungsprozess, brillante photovoltaische Leistung etc. angezogen. Die Gegenelektrode (CE) als eine der signifikanten Komponenten einer DSSC sammelt Elektronen aus externem Kreis und katalysiert Reduktionsreaktion von I₃⁻ zu I⁻ im flüssigen Elektrolyten. Ideale CE-Materialien enthalten Vorzüge hoher elektrischer Leitfähigkeit und bemerkenswerter katalytischer Aktivität. Platin (Pt) als verbreitete, effiziente CE-Material ist jedoch für großskalige kommerzielle Anwendung limitiert durch Hauptschwächen: Knappheit, Teuerkeit, schlechte Langzeitstabilität. Daher wurden große Anstrengungen unternommen, um leicht zugängliche, kosteneffektive, Pt-ähnliche katalytische Aktivität für DSSCs seit Jahren zu entwickeln.

Bislang wurden verschiedene hervorragende Alternativmaterialien vorgeschlagen: karbonhaltige Materialien, Übergangsmetall-Chalkogenide, leitfähige Polymere, Metalllegierungen und deren Verbindungen. Darunter zogen binäre Übergangsmetall-Chalkogenide viel Aufmerksamkeit aufgrund einzigartiger Struktur und chemischer Eigenschaften. Beispiel: synthetisiertes MoS₂ auf FTO-Substrat zeigt Sandwich-Schichtstruktur, größere Oberfläche, mehr aktive Kantenplätze – extrem photoelektrische Leistung als CE für DSSC. Gleichzeitig umfangreiche Forschung zur katalytischen Aktivität für I₃⁻-Reduktion für WS₂, FeS₂, CoS, NiS₂ – vergleichbar oder sogar besser als Pt-Elektrode. Dennoch hemmten inhärente Charakteristika wie niedrige elektrische Leitfähigkeit und nur zwei feste chemische Zusammensetzungen weitere Verbesserung katalytischer Aktivität. Deshalb zahlreiche Methoden zur Überwindung: Synthese multinarer Übergangsmetall-Chalkogenide durch Komponenten-Anpassung, Strukturdesign, Morphologie-Tailoring. Glücklicherweise erreichten beträchtliche multinaire Übergangsmetall-Chalkogenide signifikante Verbesserungen katalytischer Fähigkeit für DSSCs: NiCo₂S₄, MIn₂S₄ (M = Fe, Co, Ni), CuInS₂, CoCuWS_x, Ag₈GeS₆ – katalytische Fähigkeit offensichtlich viel besser als binäre Pendants.

Weiterhin anerkannt: Kohlenstoffnanoröhren (CNTs) zeigen beträchtlich neuartige Charakteristika: große spezifische Oberfläche, exzellente elektrische Leitfähigkeit, hohe mechanische Festigkeit, photochemische Stabilität – weit verbreitet in Synthese und Modifikation anderer Materialien. Bedauerlicherweise zeigen CNTs schlechte elektrokatalytische Aktivität für I₃⁻-Reduktion, was ihre unabhängige Anwendung in DSSC-Geräten stark limitiert. Glücklicherweise zeigten zahlreiche Studien, dass komposite CE modifiziert mit CNTs alle deutlich verbesserte photoelektrische Leistung für DSSCs erhielten. Liu et al. berichteten blumenartige hierarchische Struktur Cu₂MnSnS₄/CNT (CMTS/CNT) CE via solvothermale Methode in DSSC: photoelektrische Umwandlungseffizienz 8,97 %, viel höher als DSSCs mit CMTS (6,21 %) und Pt (8,37 %) CEs.

Basierend auf obigen Überlegungen wurde in dieser Studie MoIn₂S₄@CNT komposite CE für DSSC mit Igelball-Struktur mittels einfacher einstufiger hydrothermaler Methode synthetisiert, erwartet höhere Geräteleistung. Rasterelektronenmikroskopie-Ergebnisse zeigen: unterschiedliche CNT-Gehalte resultieren in sichtbaren Morphologieänderungen. Laut elektrochemischer Charakterisierungen (CV, EIS, Tafel-Kurven) zeigt MoIn₂S₄@CNTs CE bemerkenswerte katalytische Aktivität und feinen Ladungstransferwiderstand. DSSC mit MoIn₂S₄@CNTs CE mit geeignetem Gehalt erreicht überlegene Leistungswandlungseffizienz 8,38 % – besser als Pt-basierte DSSC (8,01 %).

Methoden

Materialien

Natriummolybdat-Dihydrat (Na₂MoO₄·2H₂O), Indiumchlorid-Tetrahydrat (InCl₃·4H₂O), Thioacetamid (TAA) von Shanghai Chemical Agent Ltd., China – direkt ohne weitere Reinigung verwendet. Kohlenstoffnanoröhren (CNTs) von Aladdin Chemical Agent Ltd., China. Kommerzieller Z907-Farbstoff von Solaronix Ltd. (Schweiz). Fluor-dotiertes SnO₂ (FTO) Glas, NSG, Japan (15 Ω sq⁻¹), gereinigt mit Detergens, Aceton, Ethanol nacheinander nach Zuschneiden in Quadrate 1,5 cm × 2,0 cm.

Herstellung poröser TiO₂-Photoanoden

TiO₂-Kolloid wie vorherige Arbeit hergestellt. Farbstoff-sensibilisierte TiO₂-Photoanoden: Zunächst 3-M Klebeband (50 µm dick) mit exponierter Fläche 0,283 cm² auf FTO aufgeklebt. Anschließend TiO₂-Kolloid via Messerbeschichtung aufgetragen. Zweitens: getrocknete TiO₂-Elektrode bei 450 °C 30 min in Muffelofen gesintert. Danach: TiO₂-Elektrode in 40 mM Titan(IV)-chlorid (TiCl₄) wässriger Lösung bei 70 °C 30 min eingetaucht, dann in Luft bei 450 °C 30 min geglüht. Nach Abkühlung auf Raumtemperatur: TiO₂-Elektrode in Z907-Farbstoff (0,3 mM) absoluter Ethanol-Lösung 24 h eingetaucht für ausreichende Farbstoffadsorption – resultierende farbstoff-sensibilisierte TiO₂-Photoanode.

Fertigung ternärer MoIn₂S₄@CNTs CE

MoIn₂S₄-Dünnschichten direkt auf FTO-Substrate via einfacher Methode gemäß vorherigem Bericht gewachsen. Typische Präparation: 0,0696 g Na₂MoO₄·2H₂O, 0,169 g InCl₃·4H₂O, 0,1394 g TAA in 30 ml deionisiertem Wasser unter Ultraschall 2 h bis alle Reaktanten gelöst. Vorge reinigte FTO-Substrate in 100-ml Teflon-ausgekleideten Edelstahl-Autoklav mit leitender Seite nach oben, Vorläufermischung hineingegossen. Versiegelt, Autoklav in Ofen, 200 °C für 15 h Reaktionszeit. FTO-Glassubstrate mit MoIn₂S₄-Materialien entnommen, mit Ethanol, deionisiertem Wasser gewaschen, an Luft bei 60 °C 12 h getrocknet.

Zur Untersuchung Einfluss CNT-Gehalts auf komposite CE und DSSC-Leistung: unterschiedliche CNT-Gehalte zum Vorläufer zugegeben, drei Proben mit 10, 20, 30 mg CNTs, sonstige Reagenzien und Prozesse unverändert. Proben bezeichnet: MoIn₂S₄ (0 mg), MoIn₂S₄@CNTs-1 (10 mg), MoIn₂S₄@CNTs-2 (20 mg), MoIn₂S₄@CNTs-3 (30 mg).

Zum Vergleich: pyrolytische Pt CE als Referenz. H₂PtCl₆ in Isopropanol-Lösung (0,50 Gew.-%) auf FTO-Glas aufgetropft, bei 450 °C 30 min in Muffelofen gesintert – Pt CE gefertigt.

Fertigung der DSSCs

DSSCs mit Sandwich-Struktur durch Zusammenschneiden der Proben-CEs (MoIn₂S₄, diverse MoIn₂S₄@CNTs, Pt CEs) mit vorbereiteten farbstoff-sensibilisierten TiO₂-Photoanoden konstruiert. Surlyn als Spacer zwischen Elektroden, Zwischenraum mit flüssigem Redox-Elektrolyt gefüllt: 0,60 M Tetrabutylammoniumiodid, 0,10 M Lithiumiodid, 0,05 M Iod, 0,50 M 4-tert-Butylpyridin in Acetonitril-Lösung.

Charakterisierungen

Chemische Elementzusammensetzung Proben via Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS) (Kratos Axis Ultra). Morphologische Merkmale via Feldemissions-Rasterelektronenmikroskopie (FESEM, JSM-7001F). BET-spezifische Oberfläche via JW-K Analysator durch Stickstoffadsorption für Oberfläche und Porengrößenverteilung. Weitere elektrochemische Eigenschaften via CHI660E elektrochemische Arbeitsstation. EIS in Frequenzbereich 0,1–10⁵ Hz mit Störamplitude 5 mV. Photovoltaische Leistungen DSSCs via Stromdichte-Spannung (J-V) Charakteristikkurven unter Bestrahlung 100 mW cm⁻² von Solarsimulator (CEL-S500, Beijing China Education Au-light Co., Ltd).

Ergebnisse und Diskussionen

Zusammensetzung und Morphologie

XPS zur Untersuchung Oberflächenzusammensetzung und chemische Zustände jedes Elements in MoIn₂S₄ und MoIn₂S₄@CNTs Filmen. Survey-Spektrum MoIn₂S₄ und MoIn₂S₄@CNTs-2 in Abb. 1a verifiziert Anwesenheit Mo, In, S, C (Referenz). Zusätzlich alle Spektren vier Proben, kalibriert an C 1s Peak bei 284,6 eV Bindungsenergie, via Gauß-Fitting analysiert (Abb. 1b,c). C 1s Peak in MoIn₂S₄ Probe bekannt: adventitives Kohlenstoff durch Luftexposition. Mo 3d Bereich: zwei Hauptpeaks 228,8 und 232,1 eV zugeordnet Mo 3d5/2 und Mo 3d3/2 von MoS₂ – bestätigt Mo in IV Oxidationszustand, reduziert zu Mo⁴⁺ (MoIn₂S₄) aus Mo⁶⁺ (Na₂MoO₄). Dublett-Peaks bei 445,2 und 452,2 eV: In 3d5/2 und In 3d3/2. XPS Spektren S 2p: Peaks 161,8 und 163,1 eV gehören S 2p3/2 und 2p1/2, ascribed S₂²⁻. Ergebnisse in gutem Einklang mit Vorstudien. Kein anderes Element oder zusätzlicher Peak in Survey – bestätigt ähnliche chemische Zusammensetzung und Struktur der synthetisierten Proben.

Oberflächenmorphologien hergestellter MoIn₂S₄ und MoIn₂S₄@CNTs Nanofilme via SEM Bilder Abb. 2. Abb. 2a: MoIn₂S₄ Probe zeigt blütenblattartige Nanosheet-Struktur mit einheitlicher, glatter, dichter Oberfläche. Im Gegensatz: Igelball-Struktur in MoIn₂S₄@CNT Proben Abb. 2b–d, durchschnittlicher Durchmesser MoIn₂S₄@CNTs Nanosphären ~890 nm. Gut beobachtbar: viele Netzwerk-Nanosheets vollständig auf FTO-Substrat gewachsen. Im Vergleich MoIn₂S₄@CNT Proben mit niedrigem (MoIn₂S₄@CNTs-1) und hohem (MoIn₂S₄@CNTs-3) CNT-Gehalt zeigt Probe mit moderatem Gehalt (MoIn₂S₄@CNTs-2) mehr Igelbälle und Nanosheet-Arrays auf Netzwerk des MoIn₂S₄. Gute Kontaktleistung zwischen Netzwerk-Nanosheet-Array-Struktur mit großer Anzahl Igelbälle auf FTO-Substrat erleichtert I₃⁻-Reduktion durch gute Leitfähigkeit und vaste katalytische Aktivplätze – vorhersagbar: MoIn₂S₄@CNTs-2 CE erreicht bessere Leistung als MoIn₂S₄, MoIn₂S₄@CNTs-1, MoIn₂S₄@CNTs-3 CEs. Zudem dissimilar Morphologien zwischen MoIn₂S₄ und MoIn₂S₄@CNTs zeigen: CNTs spielen entscheidende Rolle in Morphologiekontrolle der Proben.

Abb. 3 zeigt XRD-Muster verschiedener Proben. Darunter: Beugungspeaks 25,74° und 42,85° Signale CNTs. Peaks 2θ = 27,5; 33,4; 43,7; 47,9; 56,2; 59,6° gehören (311), (400), (511), (440), (533), (444) kristallographische Ebenen (JCPDS Karte Nr. 32-0456) In₂S₃. Peaks 14,4° und 66,5°: (002) und (114) Kristallebenen kubischer Struktur (JCPDS Karte Nr. 37-1492) MoS₂. Aus MoIn₂S₄@CNTs-2 und MoIn₂S₄ Proben erscheinen oben diskutierte Peaks in beiden. Im Vergleich MoIn₂S₄ Probe: Peak für CNTs bei 25,74° klar in MoIn₂S₄@CNTs-2 XRD-Mustern sichtbar. Schlussfolgerung: MoIn₂S₄@CNTs-2 Materialien erfolgreich synthetisiert, keine Verunreinigungen eingeführt.

N₂-Adsorptions-Desorptions-Isothermen gemessen, Abb. 4 zur Erkundung spezifischer Oberflächen und Porenmerkmale. Allgemein: größere spezifische Oberfläche erleichtert Ladungstransmission an CE/Elektrolyt-Grenzfläche. Abb. 4 zeigt: Proben besitzen evidenten Hystereseschleife Typ IV Adsorptions-Desorptions-Verhalten, korrespondierende Daten aus BET und Barrett-Joyner-Halenda (BJH) Methode in Tabelle 1. Vergleich: spezifische Oberfläche und durchschnittlicher Porendurchmesser MoIn₂S₄@CNT Proben viel besser als MoIn₂S₄. Unter drei MoIn₂S₄@CNT Proben: MoIn₂S₄@CNTs-2 zeigt größte spezifische Oberfläche 66,80 m² g⁻¹ und kleinsten durchschnittlichen Porendurchmesser 17,8 nm – zuschreibbar exzellenter Igelball-Struktur nach Dotierung moderater CNTs. Vernünftig: MoIn₂S₄@CNTs-2 CE erhält feine katalytische Aktivität und erreicht hocheffiziente Geräteleistung.

Elektrochemische Eigenschaften

CV-Messungen zur Untersuchung elektrokatalytischen Verhaltens as-hergestellter Proben in Potenzialbereich −0,6 bis 1,0 V bei Scanrate 60 mV s⁻¹ für MoIn₂S₄ und MoIn₂S₄@CNTs CEs, berechnete Werte in Tabelle 1 zusammengefasst. Linke Peaks der zwei Paare Oxidations- und Reduktionspeaks in jedem CV-Kurve Abb. 5a zugeordnet Gleichung (I₃⁻ + 2e⁻ ↔ 3I⁻), welche Leistung elektrokatalytischer Aktivität CE-Materialien bestimmt, besonders in DSSCs. Werte negativer Reduktionspeak-Stromdichte (J_pc), Schlüsselparameter CV-Test, folgen Reihenfolge: Pt (3,80 mA cm⁻²) < MoIn₂S₄ (4,31) < MoIn₂S₄@CNTs-1 (4,68) < MoIn₂S₄@CNTs-3 (5,09) < MoIn₂S₄@CNTs-2 (7,47 mA cm⁻²). Offensichtlich: MoIn₂S₄ CE selbst gute katalytische Aktivität, MoIn₂S₄@CNTs-2 CE zeigt viel höheren J_pc als Pt, MoIn₂S₄ CEs und andere MoIn₂S₄@CNTs CEs – zuschreibbar distinkter Oberflächenmorphologie, Synergieeffekt CNTs-Dotierung, größerer Oberfläche. Ergebnisse: MoIn₂S₄@CNTs-2 CE besitzt feine elektrokatalytische Aktivität für I⁻/I₃⁻ Redox-Paar in DSSC CEs. Abb. 5b: CV-Kurven MoIn₂S₄@CNTs-2 CE bei 60 mV s⁻¹ – fast keine Änderung über 50 Zyklen: exzellente elektrochemische Stabilität.

Abb. 6a–c zeigen CVs MoIn₂S₄@CNTs CEs bei verschiedenen Scanraten. Mit Scanraten-Erhöhung 20–120 mV s⁻¹ verschieben Oxidations- und Reduktionspeaks zu positiven/negativen Richtungen wegen schneller Diffusion I⁻/I₃⁻ Redox-Paars auf CE-Oberflächen und großer elektrochemischer Polarisation. Abb. 6d: Beziehung anodischer/kathodischer Peak-Stromdichten linker Peak-Paare gegen Quadratwurzel Scanraten. Gut angepasste lineare Relationen: Redox-Reaktion I⁻/I₃⁻ wird durch diffusionskontrollierten Ionen-Transport dominiert.

Abb. 7a zeigt Nyquist-Plots verschiedener Proben für tieferen Einblick Kinetik interfacialer Ladungstransferprozesse. EIS-Daten aus angepassten Kurven mit Modell-Äquivalentschaltbild (Inset) in Tabelle 2. Typisch: Nyquist-Plots enthalten zwei Halbkreise, linker erster Halbkreis = Ladungstransferwiderstand R_ct an CE/Elektrolyt-Grenzfläche, zweiter Halbkreis = Nernst-Diffusionsimpedanz im Elektrolyt, Achsenabschnitt Kurve Hochfrequenzbereich auf Realachse = Serienwiderstand R_s. Allgemein: R_s und R_ct zwei wichtige Parameter für Evaluierung katalytischer Aktivität CE in DSSC. Kleines R_s: guter Kontakt Katalysator/Substrat, Gesamtwiderstand Gerät auch klein. Kleines R_ct: hohe Ladungstransferrate. Tabelle 2: R_s Werte MoIn₂S₄, MoIn₂S₄@CNTs-1, -2, -3 CEs: 24,77; 23,16; 18,96; 19,58 Ω cm². Alle kompositen MoIn₂S₄@CNTs CEs haben kleineres R_s als MoIn₂S₄ CE – Leitfähigkeit durch CNT-Dotierung verbessert. Trend R_ct: MoIn₂S₄ > MoIn₂S₄@CNTs-1 > MoIn₂S₄@CNTs-3 > MoIn₂S₄@CNTs-2 – inverse Reihenfolge elektrochemischer Impedanz und katalytischer Fähigkeit CEs. MoIn₂S₄@CNTs-2 CE niedrigstes R_ct – Synergie CNTs feiner Leitfähigkeit und MoIn₂S₄ exzellenter katalytischer Fähigkeit, effektivere Triiodid-Reduktion an CE/Elektrolyt-Grenzfläche. Leitfähigkeit und katalytische Fähigkeit MoIn₂S₄@CNTs Komposit-CEs stark verbessert vs. MoIn₂S₄ CE – konsistent mit BET und CV Tests.

Tafel-Polarisationskurven verschiedener CEs Abb. 7b, Parameterwerte Tabelle 2. Standard Tafel-Kurve: zwei signifikante Parameter Austauschstromdichte (J₀) und begrenzende Diffusionsstromdichte (J_lim). J₀: katalytische Reduktionsreaktion. Größeres J₀ = besserer katalytischer Effekt. J_lim: positiv korreliert mit Diffusions-effizienz Elektrolyt. Größeres J_lim = schnellere I₃⁻-Ionendiffusion. Abb. 7b und Tabelle 2: J_lim und J₀ Reihenfolge: Pt < MoIn₂S₄ < MoIn₂S₄@CNTs-1 < MoIn₂S₄@CNTs-3 < MoIn₂S₄@CNTs-2 – katalytische Aktivität MoIn₂S₄@CNTs-2 CE stark verbessert nach CNT-Dotierung. Unter CEs: MoIn₂S₄@CNTs-2 CE beste katalytische Aktivität. Größtes J_lim und J₀ MoIn₂S₄@CNTs-2 CE zuschreibbar großer spezifischer Oberfläche durch Igelball-Struktur und verbesserter Leitfähigkeit durch CNT-Dotierung.

Photovoltaische Leistung der DSSCs

Zum Kontrast: DSSCs mit MoIn₂S₄, MoIn₂S₄@CNTs, Pt CEs mit einheitlichen Photoanoden und Elektrolyt präpariert. J-V Charakteristikkurven unter 1 Sun (AM 1.5 G, 100 mW cm⁻²) gemessen, photovoltaische Parameter Tabelle 3. Vier Schlüsselparameter: Kurzschlussstromdichte (J_sc), Leerlaufspannung (V_oc), Füllfaktor (FF), Leistungswandlungseffizienz (η). FF und η berechnet nach Gleichungen (1) und (2): η(%) = (V_max × J_max)/P_in × 100% = (V_oc × J_sc × FF)/P_in × 100%; FF = (V_max × J_max)/(V_oc × J_sc). P_in: einfallende Lichtleistung; J_max (mA cm⁻²), V_max (V): Stromdichte/Spannung bei maximaler Leistungsausgabe in J-V Kurven.

Aus Abb. 8: DSSCs mit MoIn₂S₄ und CNTs CEs: η 7,44 % und 3,62 %. Im Vergleich: DSSCs mit drei MoIn₂S₄@CNTs CEs zeigen verbesserte J_sc und η. J_sc und η der MoIn₂S₄@CNTs-basierten DSSCs steigen mit CNT-Gehalt 10→20 mg. Weitere Erhöhung auf 30 mg: leichter Abfall J_sc und η. Im Vergleich Pt-basierte DSSC: alle drei MoIn₂S₄@CNTs-basierten DSSCs zeigen verbessertes η: 8,16 %, 8,31 %, 8,38 % – höher als Pt-basierte DSSC (η 8,01 %) unter gleichen Bedingungen. Besonders: DSSC mit MoIn₂S₄@CNTs-2 CE beste photovoltaische Leistung, η 8,38 %, J_sc 17,17 mA cm⁻², V_oc 0,745 V, FF 0,655. Verbesserte photoelektrische Eigenschaft DSSC mit MoIn₂S₄@CNTs-2 CE durch Synergieeffekt CNTs und MoIn₂S₄.

Schlussfolgerungen

Ternäre MoIn₂S₄ und MoIn₂S₄@CNTs Gegenelektroden auf FTO-Substrat via einfacher einstufiger hydrothermaler Methode gefertigt und in DSSCs eingesetzt. Unter optimalen Bedingungen erreichen DSSCs basierend auf MoIn₂S₄@CNTs CEs alle gute Leistungswandlungseffizienz. Besonders: DSSC mit MoIn₂S₄@CNTs-2 Komposit CE zeigt gute η 8,38 % – deutlich höher als DSSCs mit MoIn₂S₄ CE (7,44 %) und Pt-Elektrode (8,01 %). Verbesserte photoelektrische Eigenschaft DSSC mit MoIn₂S₄@CNTs-2 CE durch Synergieeffekt CNTs und MoIn₂S₄. Gleichzeitig Synergieeffekt MoIn₂S₄@CNTs CE in elektrochemischer Leistung bestätigt durch elektrochemische Tests: CV, EIS, Tafel-Kurven. Kompositer MoIn₂S₄@CNTs Film besitzt große spezifische Oberfläche via N₂-Adsorptions-Desorptions-Isothermen – vorteilhaft für Adsorption mehr Elektrolyt und größere aktive Kontaktfläche Elektrode. Tatsachen MoIn₂S₄@CNTs CE in DSSC erweitern potenzielle Anwendungen Übergangsmetall-Komplex-Halbleiter in optoelektronischer Chemie.

Verfügbarkeit von Daten und Materialien

Alle Datensätze, auf denen die Schlussfolgerungen des Manuskripts beruhen, sind im Hauptartikel präsentiert.

Abkürzungen

CE:

Gegenelektrode

CV:

Zyklovoltammetrie

DSSC:

Farbstoff-sensibilisierte Solarzelle

I⁻/I₃⁻:

Iodid/Triiodid

J₀:

Austauschstromdichte

J_lim:

Begrenzende Stromdichte

J_max:

Maximale Stromdichte

J_sc:

Kurzschlussstromdichte

J-V:

Photostrom-Photospannung

P_in:

Einfallende Lichtleistung

R_ct:

Ladungstransferwiderstand

R_s:

Serienwiderstand

SEM:

Rasterelektronenmikroskopie

V_max:

Maximale Spannung

V_oc:

Leerlaufspannung