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Synthesis of V_2O_3@C composite materials as Pt-free catalysts of counter electrodes for dye sensitized solar cells by single step reduction with soluble starch

Kezhong Wu  Mengmeng Wu  Ke Shao  Bei Ruan  Mingxing Wu  
【摘要】:V_2O_3@C composite catalysts with different mass ratios have successfully been prepared using a facile one-step the reduction of V2 O5 with soluble starch in a high-temperature solid-state reaction.V_2O_3@C composites were further served as catalytic materials for counter electrodes(CEs) in encapsulation of dye sensitized solar cells(DSSCs).The morphology and microstructure of each V_2O_3@C composite were determined by scanning electron microscopy and X-ray diffraction.Cyclic voltammetry studies revealed that the V_2O_3@C composites showed a higher electrocatalytic activity than V_2O_3 for the reduction of triiodide ions.Electrochemical impedance spectroscopy and Tafel analysis data for the symmetrical cells indicated a lower charge transfer resistance and higher exchange current density for V_2O_3@C composite than V_2O_3.The experimental results showed thatpower conversion efficiencies(PCE) of 3.94,5.13 and 4.97% were obtained for soluble starch: V2 O5 mass ratios of 1:1,2:1 and 4:1 as counter electrode toward the reduction of I3-/I-ions respectively,which were superior to higher than that of V_2O_3(3.33%) electrode under the same conditions.The enhanced electrode performance can be ascribed to the combined effects of the relatively larger surface area and higher conductivity of V_2O_3@C composite catalysts.

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