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m_marion

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[交流] Grätzel染料敏化太阳能电池中,光激发态的染料为什么不会还原碘?

记钌基色素分子为S,其基态为S0,光激发态为S*,TiO2表面失去电子的氧化态为S+
以下I2代指I3 - (即单质碘与碘离子的络合物);
Ec为半导体的导带能级相对于标准氢电极的电位差。

φ(S+/S0) > φ(I2/I-)  ,所以失去电子的色素S+可以将溶液中的碘离子氧化为0价,并扩散到正极惰性电极表面再次还原为碘离子。

但是另一方面

φ(I2/I-) > Ec(TiO2) > φ(S+/S*)  ,既然导带能级状态的TiO2可以把光激发态的色素S*给氧化,那么为什么0价的碘不会把光激发态的色素S*给氧化了呢?从电极电势的角度而言,0价碘比Ec(TiO2)更容易扮演氧化剂的角色,所以按理说根本就不会有多少单质碘能离开富含光激发态S*的负极表面才对……
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