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石墨烯太阳能电池能够取代氧化铟锡(ITO)

放大字体  缩小字体 发布日期:2014-07-10  浏览次数:652
核心提示:随着更换一层脆弱的铟锡氧化物成本变得越来越昂贵,究人员认为石墨烯可以像它在其他能源领域应用一样,可以用作光伏电池里的透明
     随着更换一层脆弱的铟锡氧化物成本变得越来越昂贵,究人员认为石墨烯可以像它在其他能源领域应用一样 ,可以用作光伏电池里的透明电极。

    新加坡A * STAR高性能计算研究所的Wee Shing Koh和他的同事比较了这两种材料。 他们发现,石墨烯当用于太阳能电池电极时,比传统的氧化铟锡能够吸收更多的光。来自太阳光的强度和能量随着光线波长的变化而变化。 为了将光伏设备的性能最大化,其透明电极电阻必须足够低,同时同时能够吸收特定波长的光线。

    如今通过CVD化学气相沉积法制备出得方形石墨烯片电阻大约是传统的100纳米厚层氧化铟锡的四倍。 虽然可以通过增加石墨烯层数来降低材料阻抗,但同时也会阻却更多的光。 Koh和他的同事计算出四层石墨烯堆叠在一起能够达到一般铟锡氧化物的性能。

图为单原子层的石墨烯材料的光伏电池
    相比氧化铟锡,石墨烯材料有一个至关重要的优势:不同波长下的光线,它的透光率都能达到97%,。 相比之下,铟锡氧化物通常可以阻却特定波长的光线。 例如,石墨烯相比氧化铟锡能够透过更多的近红外波段的光线。
    Koh和同事测试350nm-650nm波段的光线吸收下,不同材料对太阳能电池吸收性能的影响。 他们发现四层的石墨烯只能吸收同样的氧化铟锡电极92.3%的能量。 当搭配另一个350到750纳nm波长的有机光伏设备时,石墨烯更有效地吸收近红外光,。研究人员得出结论,石墨烯作为光伏电池吸收光线的波段非常广泛,可以从350到850nm波长不等。

    “通过石墨烯制造工艺的改进,有可能将石墨烯薄层的电阻下降一个数量级,“Koh说。 “这样一个或两层石墨烯就可以在导电性和透明性方面击败铟锡氧化物,满足市场更广泛的应用需求。
 
 
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