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廣東韓研活性炭科技股份有限公司
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閱讀：187發(fā)布時(shí)間：2021-11-29
活性炭太陽能電池，以前認(rèn)為活性炭和納米炭管或其他碳納米材料不太適合制造高效的太陽能電池。其主要原因是活性炭在單一手性或直徑范圍內(nèi)難以分離，只能是半導(dǎo)體或金屬類型，因此很難以可控的方式使用納米管。盡管活性炭加工技術(shù)的進(jìn)步已經(jīng)開啟了使用活性炭片作為光伏吸收體的大門，但其他碳納米材料也有類似的考慮。盡管如此，作為光伏活性層材料的活性炭的潛力尚未被探索。
納米活性炭基光伏上發(fā)表的新作品現(xiàn)已顯示，*由活性炭納米材料制成的薄膜太陽能電池可以達(dá)到類似于其聚合物太陽能電池的初的研究階段(十年前)，但光穩(wěn)定性大大提高，這是從溶液沉積聚合物和其他太陽能電池的一個(gè)關(guān)鍵問題。
活性炭材料的使用對于實(shí)現(xiàn)耐光(即耐用)薄膜太陽能電池具有很大的希望，我們的工作所展示的器件是這種類型的個(gè)高效器件，但是還有很大的優(yōu)化余地傳統(tǒng)太陽能電池的電池活性層只有100nm厚，1-100μm，而且電池可以從溶液中沉積，因此保留了聚合物基太陽能電池的所有制造優(yōu)勢，但吸收率更高，運(yùn)輸特性和光穩(wěn)定性-這意味著這些太陽能電池在暴露在光線和空氣中時(shí)不會(huì)降解，與基于聚合物的太陽能電池相比。
活性炭材料是光伏太陽能電池的優(yōu)秀候選者：自然界中含量高，具有高光吸收性，并保持優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性。其靈感來源于一般的碳納米材料可以是金屬或半導(dǎo)體，只需要一種金屬和一種半導(dǎo)體來制造太陽能電池。
實(shí)驗(yàn)中使用活性炭材料的各種混合物，研究人員實(shí)現(xiàn)了效率為1.3%，由碳70富勒烯衍生物(95%)，還原氧化活性炭(2%)，直徑1.2-1.7nm(3%)的活性炭納米管。
據(jù)研究介紹，活性層不含其他組分，如共軛聚合物或小分子，活性層中的原子碳濃度高達(dá)80-90原子%，碳濃度為40-50原子%典型的基于P3HT聚合物的太陽能電池。不含共軛聚合物或小分子的碳基光伏活性層構(gòu)成了一個(gè)有前途的新穎的方向，可用于光穩(wěn)定，高效率，可溶液處理的薄膜太陽能電池，適用于大規(guī)模生產(chǎn)。候選活性層材料并不局限于納米管和富勒烯，正如我們的工作所顯示的那樣，而是涵蓋了大量合適的碳化合物，但尚未開發(fā)出用于薄膜太陽能電池的潛力。
碳是一種高度地球豐富的材料，我們?yōu)榱四茉茨康亩褂玫牟牧喜⒉皇堑?，比如說采用煤炭燃燒它會(huì)產(chǎn)生的負(fù)面環(huán)境影響，即使在現(xiàn)代化的工廠里，發(fā)電量也相對較低，我們的夢想是將煤炭轉(zhuǎn)化為平方英里的超薄，高效和耐用的太陽能電池，而且不會(huì)對環(huán)境造成影響。盡管活性炭價(jià)格低廉，但在全活性炭太陽能電池可以批量生產(chǎn)之前仍有一段路要走。其中之一就是使用超純的單壁活性炭納米管-這種活性炭納米管目前還不常用，而且價(jià)格昂貴。
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