密西根理工大学的玛西娅·古德里奇(Marcia Goodrich)
密歇根理工大学材料科学家团队发现,21世纪最凉爽的新型纳米材料可以提高下一代太阳能电池板的效率。
石墨烯是碳原子的二维蜂窝,由于其自由基特性而成为材料界的后起之秀。材料科学与工程学教授Yun Hang Hu表示,这些特性之一就是电导率,这可能使其成为下一代光伏电池的关键成分。
染料敏化太阳能电池不依赖稀有或昂贵的材料,因此它们可能比基于硅和薄膜技术的电池更具成本效益。但是他们不擅长将光转换为电能。
在染料敏化太阳能电池中,光子将电子从染料中撞到二氧化钛薄层中,然后将其中继到阳极。Hu的小组发现,在二氧化钛中添加石墨烯可提高其电导率,从而使电路中的电流增加52.4%。
石墨烯片的出色电导率使其可以充当桥,加速电子从二氧化钛转移到光电极。
该团队还开发了一种相对简单的方法来制造嵌入石墨烯的二氧化钛薄片。它先制成氧化石墨粉末,然后将其与二氧化钛混合形成糊状物,将其铺展在基板(例如玻璃)上,然后高温烘烤。
胡说:“它很便宜,而且很容易准备。”但是,并非只有任何食谱都可以。他说:“如果使用过多的石墨烯,它将吸收太阳能电池中的光并降低其效率。”
他们的工作在3月12日至14日在开罗举行的美国-埃及太阳能系统联合研讨会上进行了介绍。它由美国化学学会石油研究基金和美国国家科学基金会资助。王辉,Samantha Leonard和Hu撰写的论文“石墨烯对染料敏化太阳能电池的促进作用”已提交给工业和工程化学研究。Wang是博士候选人,Leonard是材料科学与工程专业的本科生。
密歇根科技大学(www.mtu.edu)是一所领先的公共研究型大学,致力于开发新技术并为学生们创造创造繁荣和可持续发展世界的未来的准备。密歇根理工学院提供130多个工程学的本科和研究生学位课程;森林资源;计算技术;商业;经济学;自然,物理和环境科学;艺术人文;和社会科学。
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