自从1991年效率取得突破以来,染料敏化太阳电池受到了广泛的关注。该电池以其相对高效、制备工艺简单及制造成本低等特点,成为新一代太阳电池中被重点关注的对象之一。染料敏化太阳电池是一种光电化学电池,其核心组成包括染料敏化的光阳极、电解液和对电极三个部分。对电极是电池的重要组成部分,担当着将外电路的电子回传至电池内部的重要角色。在对电极与电解液界面发生的电催化反应的速率直接影响了整个电池的工作电流。通常在对电极上镀以电催化剂材料来提高其反应速率。铂是最常用的对电极催化材料,然而将贵金属铂用于电池很大程度上提升了电池的制造成本,不利于染料敏化太阳电池的产业化应用。自1996年以来非铂对电极受到了研究者们的广泛关注。碳材料、导电聚合物、过渡金属化合物等一系列非铂对电极材料被开发出来,这些材料当中很多已经具有接近铂的催化活性,甚至有文献报道了比铂性能更好的对电极催化剂。为了探究三个组成部分当中哪一个才是制约目前染料敏化太阳电池效率的关键部分,本文首先对电池电化学工作原理进行分析,然后将对电极的作用独立出来分析,提出了对电极的极限性能的概念,用以表征对电极在不受光阳极制约时所能发挥的最大性能。分析和实验表明,铂对电极的极限性能可达20.12%,远比现阶段染料敏化太阳电池的光电转换效率高。在目前染料敏化光阳极情况下,铂对电极对染料敏化太阳电池效率的发挥并没有制约作用。为了探索突破铂对电极极限性能的方法和途径,本文尝试通过引入具有大比表面积和高导电性的多孔掺氟二氧化锡薄膜作为对电极的骨架,用铂或碳颗粒进行修饰,制备了高催化活性的对电极,其中铂修饰的多孔掺氟二氧化锡多孔膜对电极的极限性能达到了20.25%,突破了平板铂电极的极限性能。