石墨烯在過氧化物太陽能電池上的作用
2021年01月27日
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石墨資訊
測試標明,新規劃的能量轉化功率簡直和一般太陽能電池相同,有 "石墨烯裝甲 "維護的太陽能電池的功率轉化功率為16.4%,而沒有裝甲的太陽能電池則為17.5%,并且它還能長期堅持這一功率,在1000小時后仍能堅持97.5%以上的功率。
其他優勢也很明顯,研究小組發現,新電池愈加安穩,金屬離子向過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,防止這些波長的光造成危害。新的太陽能電池也愈加靈活。在經過5000多次曲折測試后,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品供電時發揮作用。
過氧化硅正在成為一種很有出路的太陽能電池資料,但它存在一些耐久性問題。現在,工程師們現已開發出一種新的電極,利用 "石墨烯裝甲"的維護層,能夠讓它們作業愈加安穩。在短短10年左右的時間里,過氧化物太陽能電池的發展速度非常快,現已或多或少地趕上了硅的幾十年的發展速度,功率達到了20%左右。其優勢在于,過氧化物更便宜,更簡單批量生產,而且能夠直接印刷或噴涂到外表。
但凡事皆不完美,有一個問題源自于安穩性。過氧化物很簡單被來自太陽能電池中的金屬氧化物電極的離子所降解。但現在,韓國蔚山國立科學技術研究院(UNIST)的工程師們現已找到了維護過氧化物的辦法,而這個秘密成分便是資料學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、導電。這使它能夠用于各種用途,在這個事例里,它能夠幫助光子和電子經過,但阻撓金屬離子。
該團隊將石墨烯銅網格嵌入聚酰亞胺(GCEP),制成一種全新資料薄膜,將其放置于金屬電極和過氧化物之間。這層薄膜允許太陽光經過過氧化物,將能量轉化為電子,然后經過GCEP傳回金屬電極,再傳出去貯存和使用。
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