物理學(xué)家創(chuàng)石墨烯太陽(yáng)能電池效率新紀(jì)錄
據(jù)《科學(xué)日?qǐng)?bào)》（ScienceDaily)2012年5月24日?qǐng)?bào)道，美國(guó)佛羅里達(dá)大學(xué)（University of Florida）物理系的研究人員，在他們的實(shí)驗(yàn)室中創(chuàng)建一種新型摻雜石墨烯太陽(yáng)能電池，獲得了前所未有的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換效率。
石墨烯太陽(yáng)能電池廉價(jià)、耐用，在未來(lái)太陽(yáng)能發(fā)電使用的太陽(yáng)能電池業(yè)界寄予厚望。但以前的嘗試使用石墨烯是只有單個(gè)原子厚的碳原子蜂窩型晶格，太陽(yáng)能電池的電源轉(zhuǎn)換效率僅有2.9％。佛羅里達(dá)大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)，使其太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化效率能夠?qū)崿F(xiàn)破紀(jì)錄而達(dá)到8.6％，這項(xiàng)研究結(jié)果2012年5月2日在《納米快報(bào)》網(wǎng)站發(fā)表（Xiaochang Miao, Sefaattin Tongay, Maureen K. Petterson, Kara Berke, Andrew G. Rinzler, Bill R. Appleton, and Arthur F. Hebard. High Efficiency Graphene Solar Cells by Chemical Doping，Nano Lett., DOI: 10.1021/nl204414u）。
苗小昌（音譯Xiaochang Miao）是第一作者，她是佛羅里達(dá)大學(xué)物理系的研究生。摻雜使石墨烯薄膜的導(dǎo)電性和電池的電勢(shì)增加，使得它更有效地將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能，而不像其他過(guò)去使用過(guò)的摻雜，TFSA（三氟甲烷磺酰胺，trifluoromethanesulfonyl-amide）是穩(wěn)定的，其效果是持久的。
苗女士和她的同事在實(shí)驗(yàn)室中創(chuàng)造的太陽(yáng)能電池，看起來(lái)像黃金鑲的5 mm2的窗口。該窗口是涂了單層石墨烯的圓形硅晶片，也是發(fā)生神奇的地方。
石墨烯和硅當(dāng)他們結(jié)合到一起時(shí)，形成肖特基結(jié)（Schottky junction），當(dāng)太陽(yáng)光線照射時(shí)，電子沿一定方向流動(dòng)形成直流電。肖特基結(jié)是由在半導(dǎo)體材料上形成金屬分層而構(gòu)成的，但佛羅里達(dá)大學(xué)納米醫(yī)學(xué)和工程技術(shù)研究所的研究人員在2011年發(fā)現(xiàn)，石墨烯適合替代金屬。石墨烯又不同于傳統(tǒng)的金屬，它相金屬材料一樣可以彎曲，但是金屬材料不透明，而石墨烯是透明的，所以石墨烯具有很大的潛力，是一個(gè)在太陽(yáng)能電池中的重要組成部分，大家希望在未來(lái)看到將石墨烯太陽(yáng)能電池納入到建筑物外墻和其他應(yīng)用，使太陽(yáng)能用于照明、采暖等其他日常使用成為可能，當(dāng)然提高轉(zhuǎn)化效率，降低太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)成本是未來(lái)推廣應(yīng)用的關(guān)鍵所在。如果石墨烯的太陽(yáng)能電池能夠達(dá)到10％的轉(zhuǎn)換效率，生產(chǎn)成本能夠進(jìn)一步降低，未來(lái)使用大有希望。
