鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1042次 | 2020年04月08日
石墨烯制備新型高效太陽能電池
示意圖:電子轉(zhuǎn)移途徑在剝離的石墨烯/鋅酞菁類混合體中的情形
極高的電子遷移率使石墨烯具有理想的條件,電子穿過石墨烯時(shí),大約有100倍的遷移率,這是比較硅而言,石墨烯還具有卓越的強(qiáng)度,而且事實(shí)上,它幾乎是透明的(2.3%的光可被吸收;97.7%的光可被傳輸),這些都使它成為理想的候選材料,可用于光伏領(lǐng)域,超薄透明石墨烯膜就可替代金屬氧化物電極。因此,它可能是一種很前途的替代材料,可替代銦錫氧化物(ITO:indiumtinoxide),銦錫氧化物是目前標(biāo)準(zhǔn)的透明電極材料,石墨烯用作電極,可用于液晶顯示器,太陽能電池,iPad和智能手機(jī)使用的觸摸屏,以及有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)顯示器,這種顯示器用于電視和計(jì)算機(jī)。
但是,最近的研究表明,摻雜是必要的,為的是利用石墨烯的全部潛力。這一挑戰(zhàn)關(guān)于研究人員而言,就是要找到適當(dāng)?shù)闹圃旒夹g(shù),制備高質(zhì)量石墨烯片,使它具有高度的電荷遷移率(chargemobilities)。
德國和西班牙的一個(gè)研究小組最近發(fā)表了一篇論文,發(fā)表在《應(yīng)用化學(xué)國際版》(AngewandteChemieInternationalEdition),題為《實(shí)現(xiàn)可調(diào)石墨烯/酞菁-PPV混合動(dòng)力系統(tǒng)》(TowardsTunableGraphene/Phthalocyanine–PPVHybridSystems),他們提出了一種化學(xué)方法,制成非共價(jià)(non-covalently)功能性石墨烯,這種材料出現(xiàn)于可大量獲得的低價(jià)天然石墨。
到目前為止,功能性分子要根據(jù)光活性基團(tuán)(photo-activegroups)引入,這要與石墨烯氧化物相互用途,因此,就不得不忍受苛刻的還原條件(reductionconditions),獲得非共價(jià)功能化石墨烯氧化物,珍妮•馬里格說(JennyMalig),他是論文的第一作者。我們方法的優(yōu)勢是直接剝離石墨烯,這要采用超聲處理和伴隨的非共價(jià)功能化,依靠的是感光分光表征(photospectroscopicalcharacterization)溶液。