石墨烯太阳能电池.doc

1 “石墨烯太阳能电池”， 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.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弹衣。 此外，石墨烯的热导率是室温下纯金刚石的3倍（高达5000 W/ m·K）；石墨烯对近红外、可见光及紫外光均具有优异的透过性，有望用于透明导体及太阳能电池；石墨烯对锂离子的存储能力是石墨的近10倍；石墨烯在高灵敏度传感器和高性能储能器件方面也已经展示出诱人的应用前景。因此，石墨烯有望在未来信息、能源、机械和医疗等领域获得广泛的应用。 石墨烯在潜在的应用领域 我们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。 中科院上海硅酸盐所制备得到石墨烯薄膜 石墨烯的出现不仅给科学家们提供了一个充满魅力与无限可能的研究对象，更让我们对其充满了期待，也许在不久的将来，石墨烯就会为我们搭建起更加便捷与美好的生活。 HYPERLINK /look,000510,7011026289.html /look,000510,7011026289.html 石墨烯制备新型高效太阳能电池 2011-05-06 15:22:57 来源：太阳能光伏网 ??????????????????????? ??????????????????????? 示意图：电子转移途径在剥离的石墨烯/锌酞菁类混合体中的情形 ????????极高的电子迁移率使石墨烯具有理想的条件，电子穿过石墨烯时，大约有100倍的迁移率，这是对比硅而言，石墨烯还具有卓越的强度，而且事实上，它几乎是透明的（2.3％的光可被吸收；97.7％的光可被传输），这些都使它成为理想的候选材料，可用于光伏领域，超薄透明石墨烯膜就可替代金属氧化物电极。因此，它可能是一种很前途的替代材料，可替代铟锡氧化物（ITO：indium tin oxide），铟锡氧化物是目前标准的透明电极材料，石墨烯用作电极，可用于液晶显示器，太阳能电池，iPad和智能手机使用的触摸屏，以及有机发光二极管（ OLED）显示器，这种显示器用于电视和计算机。 　　但是，最近的研究表明，掺杂是必要的，为的是利用石墨烯的全部潜力。这一挑战对于研究人员而言，就是要找到适当的制造技术，制备高质量石墨烯片，使它具有高度的电荷迁移率（charge mobilities）。 　　德国和西班牙的一个研究小组最近发表了一篇论文，发表在《应用化学国际版》（Angewandte Chemie International Edition），题为《实现可调石墨烯/酞菁- PPV混合动力系统》（Towards Tunable Graphene/Phthalocyanine–PPV Hybrid Systems），他们提出了一种化学方法，制成非共价（non-covalently）功能性石墨烯，这种材料产生于可大量获得的低价天然石墨。 　　“到目前为止，功能性分子要根据光活性基团（photo-active groups）引入，这需要与石墨烯氧化物相互作用，因此，就不得不忍受苛刻的还原条件（reduction conditions），获得非共价功能化石墨烯氧化物，”珍妮?马里格说（Jenny Malig），他是论文的第一作者。“我们方法的优势是直接剥离石墨烯，这要采用超声处理和伴随的非共价功能化，依靠的是感光分光表征（photospectroscopical characterization）溶液。” 　??? 马里格是德克?古尔蒂（Dirk Guldi）小组的博士生，在纽伦堡（Nürnberg）埃尔兰根（Erlangen）弗里德里希亚历山大大学（Friedrich-Alexander-Universitat），一起工作的有她的同事，还有合作者来自马德里自治大学（Universidad Autónoma de Madrid）IMDEA 纳米科学部（IMDEA – Nanociencia）。 　　她指出，非共价剥落石墨烯，采用的媒介是表面活性剂（surfactants）