據(jù)研究人員介紹,石墨烯材料摻雜處理所用的物質(zhì)為三氟甲基磺酰胺(簡(jiǎn)稱(chēng)TFSA),摻雜后的石墨烯太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)化率高達(dá)8.6%,創(chuàng)造了石墨烯太陽(yáng)能電池能量轉(zhuǎn)換的紀(jì)錄。他們的研究成果刊登在《納米通信》網(wǎng)站上。
研究生繆曉常(英譯)在分析能量轉(zhuǎn)化率提高的原因時(shí)表示,摻雜導(dǎo)致石墨烯薄膜導(dǎo)電能力更強(qiáng)同時(shí)提高了電池內(nèi)的電位,這讓石墨烯太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率更高。同過(guò)去人們嘗試的摻雜物相比,新的摻雜物TFSA性能穩(wěn)定,即作用持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)?姇猿:屯略趯(shí)驗(yàn)室研發(fā)的摻雜石墨烯太陽(yáng)能電池為鑲有金邊的5毫米見(jiàn)方的小窗,小窗由硅材料表面鍍單層石墨烯組成。
石墨烯和硅結(jié)合時(shí)形成了電子單向?qū)ǖ男ぬ鼗Y(jié),在光照時(shí),它是石墨烯太陽(yáng)能電池中實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的區(qū)域。肖特基結(jié)通常由半導(dǎo)體表面鍍金屬而成,但是佛羅里達(dá)大學(xué)生物和工程納米學(xué)研究所2011年發(fā)現(xiàn),石墨烯材料能夠代替金屬與半導(dǎo)體形成肖特基結(jié)。
佛羅里達(dá)大學(xué)著名物理學(xué)教授亞瑟·赫巴德說(shuō),與普通金屬不同,石墨烯是透明和柔性材料,它具有極大的潛力成為太陽(yáng)能電池的重要組成部分。人們希望在未來(lái),太陽(yáng)能電池能夠用于建筑外部和其他產(chǎn)品中。他同時(shí)認(rèn)為,石墨烯太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)化率能夠通過(guò)如此簡(jiǎn)單且廉價(jià)的處理方法得以提高,展現(xiàn)了其光明前景。
研究人員表示,如果石墨烯太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)化率達(dá)到10%,且保持生產(chǎn)成本足夠低,那么它們將成為市場(chǎng)上有力的競(jìng)爭(zhēng)者。
佛羅里達(dá)大學(xué)目前研發(fā)的石墨烯太陽(yáng)能電池樣品的基底是硅半導(dǎo)體材料,用于大規(guī)模產(chǎn)品生產(chǎn)并不經(jīng)濟(jì)。不過(guò),赫巴德表示,他看好將摻雜石墨烯與更廉價(jià)、更具有柔性的基底材料相結(jié)合,這些基底材料包括全球眾多實(shí)驗(yàn)室正在開(kāi)發(fā)的高分子膜。