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如玻璃般透明——新型石墨烯太阳能电池

建筑玻璃与工业玻璃 2017/9/8 9:05:51

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中国玻璃网】太阳能电池已经被广泛应用于工业和生活中,而常见的太阳能电池板已无法满足人们的需求,人们急切需要一种能安装在更多场合或建筑物侧面的电池板材料。据报道,麻省理工学院电子工程和计算机科学系教授孔静(音译)利用石墨烯研发出了可弯曲透明太阳能电池。那么,什么是石墨烯?用石墨烯制成太阳能电池需要攻克哪些技术难点?

  2013年1月24日,中科院重庆绿色智能技术研究院的一名研究人员在弯曲的单层石墨烯触摸屏上进行书写功能测试。

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  什么是石墨烯?

  石墨烯是一种从石墨中剥离出来,由碳原子构成的单层片状结构新材料,仅有一个碳原子那么厚,是目前已知的世界上较薄的材料。石墨烯是六角形呈蜂巢晶格的平面薄膜,其强度是钢的100多倍。它是已知的电子传导速率较快的材料,并具有97.7%的透光率以及优良的热导率。目前在自然界中,石墨烯较薄、较结实、导电性极好,在工业领域中几乎无所不能。

  据悉,石墨烯根据其层数一般可以分成单层石墨烯、双层石墨烯、少层石墨烯和多层石墨烯。其中,单层石墨烯是严格意义上的石墨烯,少层石墨烯由3层~10层石墨烯构成,多层石墨烯则是层数大于10层的石墨烯。因为石墨烯的优异性能会随着层数的增加显著下降,所以业界认为,超过10层的石墨烯便不再具备石墨烯材料的优异性能。

  用石墨稀制作太阳能电池的技术难点有哪些?

  利用石墨烯制作太阳能电池并不是一件容易的事情。据报道,石墨烯的两个电极难以沉积到太阳能电池上,且顶层电极和底层电极需承担不同的工作性能。为解决这两个技术难题,研究人员使用铜箔、聚合物层、硅胶和一层乙烯-醋酸乙烯酯(英文简称为EVA),成功地将两层石墨烯电极沉积到太阳能板上,使其顶层与底层石墨烯的性能完全不同,确保了电流顺畅通行。

  据介绍,石墨烯材料几乎完全透光,透光率在97%以上。当前市面上的太阳能电池板基本为多晶硅,其光电转换率为30%左右,而石墨烯太阳能技术的光电转换效率高达60%,是现有多晶硅太阳能技术的2倍。

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