3D石墨烯可能导致更经济可行的太阳能电池

这是三维蜂窝状石墨烯的场发射扫描电镜(FESEM)图像。这种新型材料可以替代铂在染料敏化太阳能电池中几乎不会损失发电能力。图片来源:王慧

一种独特的、类似蜂窝的奇妙材料石墨烯可能成为染料敏化太阳能电池中昂贵铂的可行替代品。

染料敏化太阳能电池是目前最有前途的太阳能发电方法之一，它基于一种利用半导体材料的光电化学系统。这些太阳能电池是半透明的，半柔性的，通过卷印的方法比较容易制造。

所用的大部分材料都具有成本效益，但人们发欧洲杯足球竞彩现很难用更便宜的材料取代所需的铂(铂金是一种昂贵的部件，每盎司1500美元)，同时保持良好的效率。

染料敏化太阳能电池在太阳能领域是非常有前途的，但必需的铂是极其昂贵的。图片来源:photos.com。

现在，密歇根理工大学的一个团队创造了一种3D版本的石墨烯，它有一天可能取代铂成为太阳能电池对电极的首选材料。

与铂相比，3D石墨烯的使用成本相对较低，而且不会损害

太阳能电池性能。这种独特的材料具有令人难以置信的高催化活性和导电性，并能将相当数量的太阳能转化为电能——7.8%，而铂的转化率只有8%。

3D石墨烯的合成也相对简单，据该材料的开发者胡云航介绍。胡教授和他的团队通过氧化锂和一氧化碳的化学反应形成碳酸锂和石墨烯。碳酸锂是创造独特3D结构的基础，因为它有助于隔离和塑造单个石墨烯薄片，从而防止“普通”石墨烯被生产出来。以后用酸也可以很容易地除去碳酸锂。

石墨烯是著名的2D碳材料，具有许多有益的固有特性，如优良的导电性、高强度重量比和难以置信的柔韧性。最近，人们进行了大量工作来尝试和改造石墨烯，使其能够应用于工业应用，但仍存在一些障碍。例如，围绕石墨烯的一个主要问题是，它不是真正的半导体，而是零带隙材料，使得电特性难以控制。然而，随着胡先生和他的团队开展的开拓性工作，石墨烯革命正在朝着成为现实的方向迈出积极的步伐。

著名的二维石墨烯。目前石墨烯还存在一些缺陷，阻碍了其工业化应用，但克服这些问题的工作正在进行中。

原始资料来源:密西根科技大学