石墨烯創(chuàng)造太陽能電池的新技術(shù)-瑞達(dá)國際集團(tuán)

　　石墨烯創(chuàng)造太陽能電池的新技術(shù)

　　由麻省理工大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)開發(fā)的一種新型柔性石墨烯太陽能電池。在它的邊緣附近是一個金屬接觸，可以在器件性能測試期間連接到檢測探針。想象一下我們周圍的太陽能電池的未來——應(yīng)用在窗戶和墻壁，手機(jī)，筆記本電腦等等。這種新型柔性透明太陽能電池，正在使未來變得更好。該設(shè)備將低成本有機(jī)(含碳)材料與石墨烯電極結(jié)合在一起，石墨烯電極是一種由廉價(jià)而豐富的碳源制成的柔性透明材料。太陽能技術(shù)的進(jìn)步來自于一種將石墨烯原子層沉積到太陽能電池的新方法，而不會破壞附近的敏感有機(jī)材料。到目前為止，透明太陽能電池的開發(fā)人員都依賴于昂貴的脆性電極，當(dāng)設(shè)備彎曲時(shí)，這些電極往往會破裂。轉(zhuǎn)換成石墨烯能制出真正靈活、低成本、透明的太陽能電池，它幾乎可以將任何表面轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔軄碓?。由有機(jī)太陽能電池比今天的無機(jī)硅太陽能電池?fù)碛性S多優(yōu)勢。它們會更便宜，也更容易制作。它們輕便、靈活、不笨重、堅(jiān)硬、不易碎，因此更容易運(yùn)輸。它們可以是透明的。有機(jī)材料不僅吸收了紫外線和紅外線部分，包括人眼能見的可見光。因此，有機(jī)太陽能電池可以安裝在我們周圍環(huán)境中，并在我們沒有注意的情況下獲取能量。在過去的十年中，研究人員在開發(fā)過程中取得了重大進(jìn)展。但他們遇到了一個持續(xù)的障礙：尋找適合將電流從電池中流出的電極材料。目前使用最廣泛的選擇是氧化銦錫(ITO)。ITO具有導(dǎo)電性和透明性，但它也很脆，所以當(dāng)電池彎曲時(shí)，ITO電極往往開裂并脫落。另外，銦昂貴且儲量較少相當(dāng)珍貴。一種有希望替代ITO的方法是石墨烯，它是一種碳原子形式，以單原子厚度的薄片形式出現(xiàn)，具有顯著的特征。它具有高導(dǎo)電性，靈活性，耐用性和透明性。它由廉價(jià)和無處不在的碳制成。另外，石墨烯電極可以僅為1納米厚，只相當(dāng)于ITO電極的一小部分，并且與電池本身能匹配得更好。新型柔性石墨烯太陽能電池的開發(fā)人員孔靖和研究生宋毅教授是電氣工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)系納米材料和電子組的成員。在過去的三年里，孔靖和宋毅一直在努力解決開發(fā)石墨烯太陽能技術(shù)難題。研究人員指出，他們的有機(jī)太陽能電池可以沉積在任何類型的表面上，不管是剛?cè)嵬该髋c否。“舉個例子，如果你想把它放在汽車的表面，它看起來不會很糟糕，”孔靖說?！啊睘榱俗C明其多功能性，他們將石墨烯裝置沉積在柔性基板上，包括塑料、不透明紙和半透明卡普頓膠帶。測量結(jié)果表明，這三種柔性基板的設(shè)備性能大致相同，僅比玻璃上的設(shè)備性能略低，這可能是由于表面粗糙度造成的，因此接觸不良的可能性比較大。將太陽能電池應(yīng)用于任何表面的能力使其有望用于消費(fèi)電子產(chǎn)品，這是世界上一個迅速發(fā)展的領(lǐng)域。例如，太陽能電池可以直接在手機(jī)和筆記本電腦上制造，而不是單獨(dú)制造然后安裝，這將顯著降低制造成本。它們也非常適合未來的設(shè)備，如剝離粘合型太陽能電池和紙電子設(shè)備。由于這些設(shè)備將不可避免地彎曲和折疊，研究人員也會對他們的樣品做相同的測試。盡管所有的設(shè)備——包括ITO電極的設(shè)備——都可以重復(fù)折疊，但石墨烯電極可以在輸出開始下降之前更緊密地彎曲。研究人員正在努力提高石墨烯有機(jī)太陽能電池的效率，同時(shí)又不犧牲透明度。(增加活躍地區(qū)的數(shù)量將會推高功率轉(zhuǎn)換效率，但透明度將會下降。)根據(jù)他們的計(jì)算，在目前的透明度水平上可以實(shí)現(xiàn)的最大理論功率轉(zhuǎn)換效率是10%。宋表示道“我們最好的功率轉(zhuǎn)換效率大約是4%，所以我們還有一段路要走?！彼麄儸F(xiàn)在正在考慮如何最好地?cái)U(kuò)大太陽能電池，以覆蓋整個窗戶和墻壁，在這些設(shè)備中，他們在人眼無法察覺情況下可以有效地發(fā)電。