一個有前途的方法制作太陽能電池便宜,重量輕,靈活是使用有機化合物(即含碳)而不是昂貴的,高純度硅。但一個頑固的問題已經放緩的發展這樣的電池:研究人員很難想出合適的電極材料進行當前的電池。 具體地說,它一直努力使電極使用的材料可以匹配的有機電池的靈活性,透明度和低成本。
這些電極的標準材料到目前為止是碳管分散,或ito。 但銦是昂貴的和相對罕見,所以一直在尋找一個合適的替代者。 現在,麻省理工學院的一組研究人員想出了一個實用的方法使用一個可能的替代由廉價的和無處不在的碳。 提出的材料是石墨烯,一種形式的碳原子形成一個平板僅有一個原子厚,排列成類似鐵絲織網一樣形成。
石墨烯的結構，一種由碳原子構成的柔性材料，排列在一個原子厚的層上。
石墨烯是透明的,因此它可以製成的電極應用於透明有機太陽能電池沒有屏蔽任何傳入的光。此外,它是靈活的,如有機太陽能電池,所以它可能是部分的安裝要求專家組遵循結構的輪廓,如有圖案的屋頂。相比之下,ito是硬和脆。
最大的問題讓石墨烯作為電極對有機太陽能電池材料堅持面板。 石墨烯不溶於水,所以典型的程序生產的電極表面上沉積的材料解決方案行不通。
團隊嘗試了各種方法來改變細胞的表面性質或其他使用解決方案比水沉積碳表面上,但這些表現良好,香港說。 但後來他們發現“興奮劑”表面,在表面引入的雜質——改變了它表現,並允許債券緊密的石墨烯。作為獎勵,結果摻雜也提高了材料的導電性。
雖然石墨烯電極的具體特徵不同於ITO它將取代,其在太陽能電池整體性能非常相似,靈活性和重量輕的有機太陽能電池石墨烯電極可以打開一個各種不同的應用程序不可能與今天的傳統硅太陽能電池板。此外,他們可以堆疊上的其他太陽能電池板,增加的能量來自一個特定區域。他們甚至可以摺疊或捲起,便於運輸。
有機太陽能電池可能會成為實際，只有透明電極技術的發展既便宜,比傳統的金屬氧化物更佳。石墨烯成為可更換的透明電極。
石墨烯的展品良好的透明度和薄層電阻的組合,但是沒有人能夠實現性能與石墨烯電極相匹配的設備傳統的金屬氧化物(ITO)電極,這工作是一個實質性的，推動石墨烯成為領先的導電材料。
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