“石墨烯裝甲”保護(hù)層可讓過(guò)氧化物太陽(yáng)能電池更耐用

發(fā)布:cyqdesign 2020-07-06 15:11 閱讀:1173
過(guò)氧化硅正在成為一種很有前途的太陽(yáng)能電池材料,但它存在一些耐久性問(wèn)題,F(xiàn)在,工程師們已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種新的電極,利用 "石墨烯裝甲"的保護(hù)層,可以讓它們工作更加穩(wěn)定。在短短10年左右的時(shí)間里,過(guò)氧化物太陽(yáng)能電池的發(fā)展速度非?,已經(jīng)或多或少地趕上了硅的幾十年的發(fā)展速度,效率達(dá)到了20%左右。其優(yōu)勢(shì)在于,過(guò)氧化物更便宜,更容易批量生產(chǎn),而且可以直接印刷或噴涂到表面。 *bi;mQ  
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但凡事皆不完美,有一個(gè)問(wèn)題源自于穩(wěn)定性。過(guò)氧化物很容易被來(lái)自太陽(yáng)能電池中的金屬氧化物電極的離子所降解。但現(xiàn)在,韓國(guó)蔚山國(guó)立科學(xué)技術(shù)研究院(UNIST)的工程師們已經(jīng)找到了保護(hù)過(guò)氧化物的方法,而這個(gè)秘密成分就是材料學(xué)家們最喜歡的神奇石墨烯。 D5!I{hp"  
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石墨烯是一種由碳原子組成的二維晶格,它透明、超強(qiáng)、導(dǎo)電。這使它可以用于各種用途,在這個(gè)案例里,它可以幫助光子電子通過(guò),但阻擋金屬離子。 U^OR\=G^  
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該團(tuán)隊(duì)將石墨烯銅網(wǎng)格嵌入聚酰亞胺(GCEP),制成一種全新材料薄膜,將其放置于金屬電極和過(guò)氧化物之間。這層薄膜允許太陽(yáng)光通過(guò)過(guò)氧化物,將能量轉(zhuǎn)化為電子,然后通過(guò)GCEP傳回金屬電極,再傳出去儲(chǔ)存和使用。 P_M!h~  
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測(cè)試表明,新設(shè)計(jì)的能量轉(zhuǎn)換效率幾乎和普通太陽(yáng)能電池一樣,有 "石墨烯裝甲 "保護(hù)的太陽(yáng)能電池的功率轉(zhuǎn)換效率為16.4%,而沒(méi)有裝甲的太陽(yáng)能電池則為17.5%,并且它還能長(zhǎng)時(shí)間保持這一效率,在1000小時(shí)后仍能保持97.5%以上的效率。 @%6"xnb `  
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其他優(yōu)勢(shì)也很明顯,研究小組發(fā)現(xiàn),新電池更加穩(wěn)定,金屬離子向過(guò)氧化物層的擴(kuò)散更少。另外,石墨烯層還能阻擋紫外線和近紫外線,防止這些波長(zhǎng)的光造成損害。新的太陽(yáng)能電池也更加靈活。在經(jīng)過(guò)5000多次彎曲測(cè)試后,它仍然保留了94%的初始效率,這可以使它在為可穿戴電子產(chǎn)品供電時(shí)發(fā)揮作用。 ul\FZT 4  
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該研究發(fā)表在《納米通訊》雜志上。 PB@jh}  
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(來(lái)源:cnbeta)
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