石墨烯“太阳能电池”领域应用

石墨烯“太阳能电池”领域应用,第1张

  石墨烯是现在世界上已知的最为坚固的材料。在石墨烯样品微粒开始碎裂前,其每100纳米距离上可承受的最大压力达到约2.9微牛。这一结果相当于,施加55牛顿的压力才能使1米长的石墨烯断裂。(不愧是材料之王)

  如果能制作出厚度相当于塑料包装袋(厚度约100纳米)的石墨烯,那么需要施加约两万牛顿的压力才能将其扯断。这意味着石墨烯比钻石还要坚硬。它有望用于梦幻般的“太空电梯”的缆线。目前,“太空电梯”的最大难点之一在于如何制造出可以从地面延伸到空间站长达23000公里而不因重力折断的材料。而石墨烯的出现为解决这一难题带来契机。

  如果成功的制造出“太空电梯”,那人类讲更接近太空。此外,因石墨烯的高强度高韧性,它可以用来开发制造出纸片般薄的超轻型飞机材料以及超坚韧的防d衣。

  此外,石墨烯以其独特的结构和优异的性能,在太阳能电池的发展前景巨大。石墨烯优良的d性和延展性使它成为制造太阳能电池最理想的候选者。西班牙的一家光子科学研究所的最新研究表明,相比于硅,石墨烯能够更高效地进行光电转化。硅每吸收一个光子只能产生一个电流电子,而石墨烯能产生多个电子。

  150多年前,自铅酸电池问世以来,关于革新电池技术的大胆观点就一直存在。

  尽管目前石墨烯应用于太阳能电池领域尚处于理论阶段,但它潜在的可能性是惊人的。石墨烯太阳能电池能实现60%的光电转换率,是目前公认效率最大的晶体硅太阳能电池的两倍。

  中科院上海硅酸盐研究所经过近一年的努力,已经用简易的化学方法制备出石墨烯,并成功的将其应用于太阳能电池。如将石墨烯替代贵金属基的材料,能做成“石墨烯太阳能电池”,则可以减缓资源、能源与环境的压力。

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