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石墨烯旗舰:钙钛矿太阳能电池用石墨烯基墨水的发现

图片来源:sutadimage / Shutterstock.com

基于石墨烯的墨水在柔性电子设备中具有许多实际应用,可提供新的能源解决方案。将石墨烯墨水掺入Perovskite太阳能电池具有多种优点,可以导致光伏行业的显着进展。

随着太阳能的需求的增长,科学家正在努力寻找更有效的方式来使用太阳能光伏。“太阳能电场项目”的石墨烯旗舰斯普什船首项目之一“是专注于创建世界上第一个位于希腊克里特岛的最稳定的石墨烯太阳能电池场。

石墨烯旗舰项目于2013年启动,是欧洲最重要的研究项目之一。石墨烯旗舰聚集了来自学术界和产业界的研究人员,他们致力于将石墨烯带出实验室,并将其融入我们的日常生活。

为什么石墨烯?

石墨烯被认为是目前最重要的材料之一。欧洲杯足球竞彩2004年,安德烈·海姆教授和克斯特亚·诺沃谢洛夫教授首次发现并分离出了这种二维物质,并因此获得了2010年的诺贝尔物理学奖。它在医药、可穿戴设备、光子学、电子和能源生产等行业有着广泛的应用。

石墨烯还激发了新一代导电墨水的灵感,可用于不同设备的高效打印,以改善我们的日常生活。例如,石墨烯墨水可用于印刷柔性电子器件,如晶体管和光伏电池。

阅读更多:石墨烯和基于石墨烯的产品在今天的市场上

光伏

在21世纪,可再生能源是一个广泛讨论的主题,以来,石墨烯对可再生能源的使用是科学自发现以来的重要目标。欧洲杯线上买球2016年,24%的全球电力使用可再生来源产生。太阳能光伏目前生产了世界上有超过2%的力量,并且是增长最快的行业之一。

最大使用的光伏是基于硅基硅,自1880年以来一直存在。2019年,它们达到了26.6%的效率。

光伏电池通常是便宜的生产,但需要高温加工,这是使它们更具成本效益的基础障碍。因此,科学家有兴趣找到光伏产业的替代品。

钙钛矿的太阳能电池

一种这样的选择是钙钛矿太阳能电池(PSC),其首先于2009年开发,已经达到了25%的效率。PSCS为硅太阳能电池提供了成本有效的替代品。

PSCs通常由便宜的材料制成,并采用低温溶液处理工艺生产。欧洲杯足球竞彩PSCs也很灵活,可以在传统光伏无法放置的地方使用。

钙钛矿基太阳能电池由几种材料的薄层组成,每种材料在将光转化为电能的过程中发挥着不同的作用。欧洲杯足球竞彩在钙钛矿层中,太阳能被转换成自由电荷,自由电荷通过电池产生电能。

科学家们仍然需要克服一些障碍来广泛使用PSCs。这类障碍的例子是它们暴露在潮湿时的不稳定性,以及在大规模生产时保持高效率,以满足行业的要求。

下一代太阳能技术需要显著改进,以取代传统的硅基光伏。尽管PSCs是一个很有前途的选择,但在商业化之前,它们的稳定性和可伸缩性仍需要进一步发展。

石墨烯对已经被

与几家研究机构和工业合作伙伴合作的研究人员建议克服这些障碍的可能方法。该解决方案在于使用二硫化钼量子点/石墨烯杂种的量子化学方法,当沉积在PSC上时,可以增加它们的稳定性和性能。

当使用约1厘米的活跃区域时,PSCs表现出高性能2.太阳能电池的大规模生产对其商业用途至关重要。因此,PSCs要想成为一种可靠的能源来源,就需要更大规模地生产,以获取足够的阳光,从而产生足够的能量。

在沉积时,大PSC生产的主要屏障是太阳能电池层的不均匀性。由于层之间的接口差,这可能导致短路。它对于要均匀沉积的太阳能电池的不同层和具有质量界面至关重要。

一种新型电极如何彻底改变钙钛矿太阳能电池?

在PSCS中加入基于Graphene的墨水提供了解决此问题的解决方案。基于石墨烯的油墨可以使用剥离方法生产,并且可以在不同的太阳能电池组分之间掺入薄层。

研究人员已经取得了相当大的规模的PSCs效率- 13.4%的108厘米282厘米的光伏和15.3%2光伏。虽然这是一项重大成就,但进一步的研究努力将侧重于提高大型太阳能电池板的效率,这将用于克里特岛的石墨烯的可再生农场。

光伏的未来

利用界面工程将石墨烯和相关二维材料结合在一起,对于PSCs和光伏产业的未来发展是非常有前景的。欧洲杯足球竞彩

二维材料的广泛范围和可用性提供了一种易于访问的途径,以实现更好的性能和PSC技术的可再生能源。欧洲杯足球竞彩PSC生产具有成本效益和环保,其在太阳能电池行业中的进一步提供了进一步的可访问性和便利性。

这项研究的结果被认为对PSCs的更广泛应用至关重要。在解决了PSCs的稳定性和可扩展性问题后,研究人员现在正专注于将其生产推向工业规模。预计新的光伏电池将比硅基电池更便宜,这将使它们更容易为客户所使用。

利用基于石墨烯的油墨对于稳定且更高效的PSC,预计将在未来改变光伏产业。具有更便宜和更好的太阳能电池将为21年度社会面临的各种环境问题提供可持续的解决方案世纪。

阅读更多:石墨烯旗舰项目:航空领域的关键发展

参考资料及进一步阅读

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尤利娅•Yancheva

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尤利娅•Yancheva

尤利娅目前正在曼彻斯特大学攻读物理硕士学位,并对多学科实验研究充满热情。Yulia的主要兴趣集中在生物物理、材料科学、表面物理和光子学等领域。欧洲杯线上买球她在曼彻斯特大学(University of Manchester)的物理基础学年发现了自己对这些领域的热情。

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  • 哈佛大学

    Yancheva,尤利娅•》2020。石墨烯旗舰:钙钛矿太阳能电池用石墨烯基墨水的发现.AZoM, viewed June 25 2021, //www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=19471。

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