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作为染料敏化太阳能电池(dye-sensitized solar cells,DSCs)重要的组成部分,对电极既起到催化剂的作用,也为氧化还原电对再生反应提供场所。虽然,传统的铂(Pt)对电极是很好的催化材料,但是自身存在不足。它成本昂贵、储量有限,并且易被电解液腐蚀。从长远看,这些不足限制Pt在DSCs中的应用。本文主要开发球形催化材料,包括球形碳和球形碳化钼,并对其进行形貌表征、性能测试,具体内容如下:采用水热法成功合成实心碳球(SCS)、空心碳球(HCS)和开口空心碳球(OCS),并将其作为对电极催化材料分别应用到以I3-/I-和T2/T-为氧化还原电对的DSCs中。形貌表征结果显示,SCS和HCS呈现漂亮的球形结构,OCS呈现了开口的球形结构。性能测试结果表明,无论在传统的I3-/I-电解液还是新型的T2/T-电解液里,三种碳球具有出色的催化性能,其中OCS表现最佳,这主要得益于OCS表面的开口,可以使电解液很好地渗透到碳球的内部,使碳球内表面得到充分利用。开口空心碳球不仅可以在DSCs中应用,而且对于药物传递、纳米器件和吸附等领域也具有重要意义。同样采用水热法成功合成碳化钼球(Mo2C-MSs),并将其作为对电极材料应用到DSCs中。分别进行表征、测试和分析,无论在传统的I3-/I-电解液还是新型的T2/T-电解液里,Mo2C-MSs表现出不俗的催化活性。在I3-/I-电解液中的电池效率达到7.28%,在新型T2/T-电解液中,Mo2C-DSCs获得5.47%的电池效率,超过Pt-DSCs的3.91%。实验结果表明,Mo2C-MSs不仅适用于I3-/I-体系,而且也适用于T2/T-体系。综上所述,本文的球形碳和球形碳化钼可以在一定程度上扩展DSCs对电极的取材空间,降低DSCs的成本,这将促进DSCs的产业化进程。