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如玻璃般透明——新型石墨烯太陽能電池

2017-09-08 來源： 建筑玻璃與工業(yè)玻璃

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【中玻網(wǎng)】太陽能電池已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)和生活中，而常見的太陽能電池板已無法滿足人們的需求，人們急切需要一種能安裝在更多場合或建筑物側(cè)面的電池板材料。據(jù)報(bào)道，麻省理工學(xué)院電子工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)系教授孔靜（音譯）利用石墨烯研發(fā)出了可彎曲透明太陽能電池。那么，什么是石墨烯？用石墨烯制成太陽能電池需要攻克哪些技術(shù)難點(diǎn)？

　　2013年1月24日，中科院重慶綠色智能技術(shù)研究院的一名研究人員在彎曲的單層石墨烯觸摸屏上進(jìn)行書寫功能測試。

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　　什么是石墨烯？

　　石墨烯是一種從石墨中剝離出來，由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)新材料，僅有一個(gè)碳原子那么厚，是目前已知的世界上較薄的材料。石墨烯是六角形呈蜂巢晶格的平面薄膜，其強(qiáng)度是鋼的100多倍。它是已知的電子傳導(dǎo)速率較快的材料，并具有97.7%的透光率以及優(yōu)良的熱導(dǎo)率。目前在自然界中，石墨烯較薄、較結(jié)實(shí)、導(dǎo)電性較好，在工業(yè)領(lǐng)域中幾乎無所不能。

　　據(jù)悉，石墨烯根據(jù)其層數(shù)一般可以分成單層石墨烯、雙層石墨烯、少層石墨烯和多層石墨烯。其中，單層石墨烯是嚴(yán)格意義上的石墨烯，少層石墨烯由3層~10層石墨烯構(gòu)成，多層石墨烯則是層數(shù)大于10層的石墨烯。因?yàn)槭┑膬?yōu)異性能會隨著層數(shù)的增加顯著下降，所以業(yè)界認(rèn)為，超過10層的石墨烯便不再具備石墨烯材料的優(yōu)異性能。

　　用石墨稀制作太陽能電池的技術(shù)難點(diǎn)有哪些？

　　利用石墨烯制作太陽能電池并不是一件容易的事情。據(jù)報(bào)道，石墨烯的兩個(gè)電較難以沉積到太陽能電池上，且頂層電較和底層電較需承擔(dān)不同的工作性能。為解決這兩個(gè)技術(shù)難題，研究人員使用銅箔、聚合物層、硅膠和一層乙烯-醋酸乙烯酯（英文簡稱為EVA），成功地將兩層石墨烯電較沉積到太陽能板上，使其頂層與底層石墨烯的性能完全不同，確保了電流順暢通行。

　　據(jù)介紹，石墨烯材料幾乎完全透光，透光率在97%以上。當(dāng)前市面上的太陽能電池板基本為多晶硅，其光電轉(zhuǎn)換率為30%左右，而石墨烯太陽能技術(shù)的光電轉(zhuǎn)換效率高達(dá)60%，是現(xiàn)有多晶硅太陽能技術(shù)的2倍。

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