石墨烯加剧了廉价有机太阳能电池的竞争

罗宾·锡克（Robin Thicke）臭名昭著的热门影片“模糊线条”（Blurred Lines）是否包含对石墨烯的秘密引用？我们尚不知道，但是我们正在中断新年走人马拉松比赛，为您带来消息，石墨烯是新千年中众所周知的难以处理的纳米材料，已经被驯化到可以帮助降低石墨烯的水平。太阳能电池的成本。

这是一笔交易：新加坡A * STAR高性能计算研究所的一组研究人员计算得出，利用当今的石墨烯生产技术，您可以制造出几乎可以与由铟锡氧化物（ITO）制成的电极的效率相媲美的石墨烯电极。在有机太阳能电池中。

石墨烯由陆军司令部提供。

石墨烯通往低成本太阳能电池的道路

这是一项重大突破，因为尽管我们非常喜欢ITO在下一代电子设备（例如，此处，尤其是此处）中的许多应用，但在有机太阳能电池中使用时，ITO却比较脆。它也很昂贵，并且容易受到全球市场价格上涨的影响。

人们一直在寻找更便宜，更耐用的替代品，以降低有机太阳能电池的前期成本，并获得更长的使用寿命。

稍微回顾一下，有机是指相对较新的一类由聚合物（又称塑料）制成的太阳能电池。尽管其效率不如传统的基于硅的太阳能电池，但有机太阳能电池却适用于低成本，大批量的制造工艺。它们还轻便，灵活并且具有潜在的透明性，这为包括透明太阳能窗户在内的更广泛的应用提供了机会。

石墨烯之所以进入所有这些领域，是因为石墨烯只有一个原子厚，实际上是不可见的，几乎没有重量，因此非常适合有机太阳能电池。尽管石墨烯很苗条，但石墨烯还具有出色的强度和独特的导电性能，使其非常适合包括光伏电池在内的电子设备。

太阳能电池和供应安全

新加坡的突破也是重要的，因为在其自然状态下，石墨烯不过是纳米石墨层，而石墨是世界许多地方常见的碳形式。换句话说，一旦改进了制造工艺，石墨烯就可以在全球市场上具有竞争力的价格。

与铟相反。除了成本问题之外，美国能源部还将铟作为供应风险作为目标，因此可以打赌，我们在新加坡的朋友并不是唯一研究铟替代品的人。

A * STAR石墨烯的突破

现在，让我们回到A * STAR研究。首席研究员Wee Shing Koh和他的团队基于通过一种称为化学气相沉积的现有工艺制造的石墨烯片进行了计算。松散地说，该过程涉及将掺杂有材料纳米粒子的薄雾吹到基板上，从而形成超薄薄膜。

关键是要使石墨烯片以与ITO片大致相同的电阻起作用，而问题在于，一片石墨烯的电阻约为ITO的四倍。

解决方案是一种数学平衡法。您可以通过在更多的薄片上分层来降低石墨烯的电阻，但是缺点是您会阻挡更多的光。

该团队从基线有机太阳能电池开始，计算得出，如果将石墨烯的层数减少到四层，那么等效的ITO电极可提供92.3％的功率。

这听上去还不错，但研究小组还发现，当用于吸收更宽光谱范围的下一代有机太阳能电池中时，这四个层可以更接近ITO的功效。

Koh还预测，随着制造工艺的改进，每片石墨烯的电阻可能会降低，因此仅需要一层或两层即可达到ITO的性能。

敬请关注。

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