印地安那大學伯明頓分校的研究人員發現嵌入式碳片加入太陽能吸附質中, 可以降低太陽能板的成本和毒性。
以化學家 李亮石為首的研究小組,已經發現碳在單層石墨烯狀態下對光的吸附有較大的頻率范圍,可以用于提高太陽能板的吸光效果。單層石墨烯即為用于制造鉛筆芯的鉛,其原始狀態為一個原子厚度的單一碳片。
據報道單層石墨烯由于效率高、成本低和低毒性,將替代硅用于太陽能電池。
由于大小是用于太陽能板的單層石墨烯片的關鍵,單層石墨烯片必須足夠大才能采集陽光里的光子,然而如果過大就不會吸收太陽能產生電能。
科學家發現大片的單層石墨烯由于其粘稠度增加,導致相互間的粘連而阻斷電流。
為了解決該關鍵,李亮石教授和同事們將單層石墨烯原子封存于同一側基,即一個由碳和氫構成6角形體。這個特殊結構有著3條長末端來使各個原子間相互隔開,保證單層石墨烯片間的互相依附。
根據單層石墨烯制造太陽能板的研究,該研究小組構建了應用二氧化鈦為電子受體(電子可以傳送的一種物質)的太陽能電池。結果表明該吸收層對在200至900納米內的可見光和近紅外光范圍能夠進行有效地吸附,并在591納米處發生最大吸附值。
目前科學家們正在對使用碳為基層的太陽能板收集能量進行研究,他們為單層石墨烯片重新設計了對二氧化鈦具有結合力的粘稠末端,可以提高太陽能電池的效率,同時著手研究如何將被吸附的太陽能轉化為電能。
李亮石教授興奮地表示:“從太陽獲取能量是關鍵的一步,接下來我們將嘗試把該能量轉換為電能。我們已經有了一個良好的開端。”
國家科學基金會和美國化學學會石油研究基金為該研究提供了資金。