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麻省理工学院(MIT)研发出透明、柔韧的石墨烯电极太阳能电池

2020-01-17

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麻省理工学院(MIT)的研究人员已经开发出了兼具柔性性和透明性的太阳能电池,这种太阳能电池可以安装在玻璃、塑料、纸张和胶带等各种表面上。石墨烯器件在整个可见的体系中显示出了61%的透光率,而在550纳米的范围内则显示出高达69%的透光率。石墨烯太阳能电池的能量转换效率从2.8%到4.1%不等。


在用石墨烯制造透明太阳能电池的过程中,一个常见的挑战是让两个电极粘在一起,并将其粘在基质上,同时要确保只能从石墨烯层中流出。使用加热或胶水会损坏这一材料并且能够降低它的导电性。因此,麻省理工学院的团队开发了一种新的技术来解决这个问题。他们没有在石墨烯和基质之间使用粘合剂,而是将一层乙烯基醋酸乙烯(EVA)喷涂在顶部,把它们粘在一起,像胶布一样粘在一起。


麻省理工学院的研究小组将他们的以石墨烯电极为材料制成的太阳能电池与利用其它的利用标准材料,如铝和铟锡氧化物(ITO)制成的电池进行了比较,这些材料是用坚硬的玻璃和柔软的基质制成的。石墨烯太阳能电池的能量转换效率(PCE)比普通的太阳能电池板低得多,但比以前的透明太阳能电池好得多。这很明显是一个积极的进步。


效率通常是由石墨烯太阳能电池的灵活性和透明度所做出的权衡。在这方面,常规电池表现良好,在人类视觉范围的中间能够传播将近70%的光。希望这些数字能继续下去。根据研究人员的计算,这些石墨烯太阳能电池的效率最高可达10%,而不会失去任何透明度。而这样的传递效率是项目下一步将要研究的方向。未来研究人员还要进行如何扩展系统以覆盖窗户和墙壁这一方面的研究。


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