石墨烯在過(guò)氧化物太陽(yáng)能電池上的作用
測(cè)試標(biāo)明,新規(guī)劃的能量轉(zhuǎn)化功率簡(jiǎn)直和一般太陽(yáng)能電池相同,有 "石墨烯裝甲 "維護(hù)的太陽(yáng)能電池的功率轉(zhuǎn)化功率為16.4%,而沒(méi)有裝甲的太陽(yáng)能電池則為17.5%,并且它還能長(zhǎng)期堅(jiān)持這一功率,在1000小時(shí)后仍能堅(jiān)持97.5%以上的功率。
其他優(yōu)勢(shì)也很明顯,研究小組發(fā)現(xiàn),新電池愈加安穩(wěn),金屬離子向過(guò)氧化物層的分散更少。另外,石墨烯層還能阻撓紫外線和近紫外線,防止這些波長(zhǎng)的光造成危害。新的太陽(yáng)能電池也愈加靈活。在經(jīng)過(guò)5000多次曲折測(cè)試后,它仍然保留了94%的初始功率,這能夠使它在為可穿戴電子產(chǎn)品供電時(shí)發(fā)揮作用。
過(guò)氧化硅正在成為一種很有出路的太陽(yáng)能電池資料,但它存在一些耐久性問(wèn)題。現(xiàn)在,工程師們現(xiàn)已開發(fā)出一種新的電極,利用 "石墨烯裝甲"的維護(hù)層,能夠讓它們作業(yè)愈加安穩(wěn)。在短短10年左右的時(shí)間里,過(guò)氧化物太陽(yáng)能電池的發(fā)展速度非常快,現(xiàn)已或多或少地趕上了硅的幾十年的發(fā)展速度,功率達(dá)到了20%左右。其優(yōu)勢(shì)在于,過(guò)氧化物更便宜,更簡(jiǎn)單批量生產(chǎn),而且能夠直接印刷或噴涂到外表。
但凡事皆不完美,有一個(gè)問(wèn)題源自于安穩(wěn)性。過(guò)氧化物很簡(jiǎn)單被來(lái)自太陽(yáng)能電池中的金屬氧化物電極的離子所降解。但現(xiàn)在,韓國(guó)蔚山國(guó)立科學(xué)技術(shù)研究院(UNIST)的工程師們現(xiàn)已找到了維護(hù)過(guò)氧化物的辦法,而這個(gè)秘密成分便是資料學(xué)家們最喜歡的神奇石墨烯。
石墨烯是一種由碳原子組成的二維晶格,它透明、超強(qiáng)、導(dǎo)電。這使它能夠用于各種用途,在這個(gè)事例里,它能夠幫助光子和電子經(jīng)過(guò),但阻撓金屬離子。
該團(tuán)隊(duì)將石墨烯銅網(wǎng)格嵌入聚酰亞胺(GCEP),制成一種全新資料薄膜,將其放置于金屬電極和過(guò)氧化物之間。這層薄膜允許太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)過(guò)氧化物,將能量轉(zhuǎn)化為電子,然后經(jīng)過(guò)GCEP傳回金屬電極,再傳出去貯存和使用。