MIT石墨烯太阳能电池效率4.2%，或可替代ITO材料

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       MIT研究人员日前成功采用石墨烯材料配合ZnO纳米线等材料制作出了改进的太阳能电池，石墨烯在该电池中替代了传统的透明导电氧化层ITO，电池效率接近采用ITO的类似结构电池。

MIT展示的石墨烯太阳能电池结构，顶层透明封装之下是一层单原子层石墨烯，下方是用于键接的高分子层，紫色为氧化锌纳米线层，最后为光敏材料，比如PbS量子点或其他高分子材料，图片来自：MIT

       由于石墨烯材料自身结构稳定，在不破坏其电气特性和结构的前提下直接在原始石墨烯表面生长半导体材料十分困难。因此，研究人员首先在石墨烯表面测试了一系列高分子薄层，作为石墨烯与氧化锌纳米线(n型)的连接层。在其之上再制备作为空穴传输层半导体材料。实验中p型材料使用硫化铅(PbS)量子点和共轭高分子材料P3HT的效率分别为4.2%和0.5%。

空穴传输层采用PbS量子点的ITO和石墨烯电池效率分别为5.1%和4.2%。，图片来自：Nano Lett., 2013, 13 (1), pp 233–239

      参与研究的MIT材料科学工程学院副教授Silvija Gradečak表示，“尽管我们的效率还低于普通硅基太阳能电池，但已经与采用ITO的电池接近。我们首次展示了纳米线太阳能电池的性能不会因采用石墨烯替代ITO而大打折扣。”

       她表示石墨烯可以作为一种ITO的替代材料，ITO中常用的稀有金属铟成本较高，而石墨烯的原材料碳则低得多。同时石墨烯还具有可弯曲，重量轻，机械强度高，化学性质稳定等特点。

       来自：PV-Tech