MIT開(kāi)發(fā)石墨烯新制程方法 有機(jī)太陽(yáng)電池輸出功率提高約36倍

麻省理工學(xué)院(MIT)的研究人員開(kāi)發(fā)出一種新方法，可以改善以CVD制程生長(zhǎng)的單層石墨烯之電氣性能，該方法可用於生產(chǎn)更高效，更穩(wěn)定的超輕量有機(jī)太陽(yáng)電池。他們藉由卷對(duì)卷轉(zhuǎn)印技術(shù)開(kāi)發(fā)透明的石墨烯電極。

由MIT的研究小組所開(kāi)發(fā)的超薄石墨烯片的厚度小於奈米級(jí)，可將其用於有機(jī)太陽(yáng)電池專(zhuān)用透明電極。科學(xué)家聲稱(chēng)，使用他們的方法轉(zhuǎn)印的石墨烯已經(jīng)取代了常用的??錫氧化物(ITO)，并使得所制造出來(lái)的超輕且穩(wěn)定的有機(jī)太陽(yáng)電池的效率達(dá)到了5.86％。

光電協(xié)進(jìn)會(huì)郭燦輝指出，石墨烯是一種碳的形式，其原子排列成扁平的六邊形陣列，具有極隹的電氣與機(jī)械性能，在物理上具有彈性，并且因?yàn)椴牧先菀兹〉?，因此可大幅降低價(jià)格。

據(jù)科學(xué)家表示，在這項(xiàng)工作中，他們不僅使用CVD-聚對(duì)二甲苯(parylene)開(kāi)發(fā)了石墨烯的卷對(duì)卷轉(zhuǎn)印制程，因此可在更大的面積上實(shí)現(xiàn)了更高的導(dǎo)電率，而且同時(shí)因?yàn)椴捎镁蹖?duì)二甲苯作為超薄基材來(lái)制造一般環(huán)境下穩(wěn)定的有機(jī)太陽(yáng)電池，所以能夠提升石墨烯的產(chǎn)品特性，減少缺陷數(shù)量。

該小組使用卷對(duì)卷轉(zhuǎn)印技術(shù)將石墨烯從其原生的銅基板中釋放出來(lái)。在此過(guò)程中，聚對(duì)二甲苯層是最常見(jiàn)的用作水分和介電屏障的聚合物之一，它被沉積在以化學(xué)氣相沉積(CVD)成長(zhǎng)的石墨烯／銅箔上。為了在聚合物可撓性基板上轉(zhuǎn)印石墨烯并減少薄膜斷裂與撕裂的情況發(fā)生，可在石墨烯與可撓性聚合物基板之間采用層壓的制程。

科學(xué)家表示，在聚對(duì)二甲苯層上新形成的石墨烯層被應(yīng)用到太陽(yáng)電池的兩個(gè)電極之一，而另一聚對(duì)二甲苯層用來(lái)作為裝置基板。在可見(jiàn)光下，對(duì)於石墨烯膜，電池的透光率約為90％。與基於ITO的最新裝置相比，基於石墨烯的太陽(yáng)電池原型每單位重量的輸出功率提高了約36倍。研究人員還說(shuō)，他們還在透明電極的每單位面積上所使用的材料量為原來(lái)的1/200。