MIT開發(fā)石墨烯新制程方法 有機太陽電池輸出功率提高約36倍

麻省理工學(xué)院(MIT)的研究人員開發(fā)出一種新方法，可以改善以CVD制程生長的單層石墨烯之電氣性能，該方法可用於生產(chǎn)更高效，更穩(wěn)定的超輕量有機太陽電池。他們藉由卷對卷轉(zhuǎn)印技術(shù)開發(fā)透明的石墨烯電極。

由MIT的研究小組所開發(fā)的超薄石墨烯片的厚度小於奈米級，可將其用於有機太陽電池專用透明電極?？茖W(xué)家聲稱，使用他們的方法轉(zhuǎn)印的石墨烯已經(jīng)取代了常用的??錫氧化物(ITO)，并使得所制造出來的超輕且穩(wěn)定的有機太陽電池的效率達到了5.86％。

光電協(xié)進會郭燦輝指出，石墨烯是一種碳的形式，其原子排列成扁平的六邊形陣列，具有極隹的電氣與機械性能，在物理上具有彈性，并且因為材料容易取得，因此可大幅降低價格。

據(jù)科學(xué)家表示，在這項工作中，他們不僅使用CVD-聚對二甲苯(parylene)開發(fā)了石墨烯的卷對卷轉(zhuǎn)印制程，因此可在更大的面積上實現(xiàn)了更高的導(dǎo)電率，而且同時因為采用聚對二甲苯作為超薄基材來制造一般環(huán)境下穩(wěn)定的有機太陽電池，所以能夠提升石墨烯的產(chǎn)品特性，減少缺陷數(shù)量。

該小組使用卷對卷轉(zhuǎn)印技術(shù)將石墨烯從其原生的銅基板中釋放出來。在此過程中，聚對二甲苯層是最常見的用作水分和介電屏障的聚合物之一，它被沉積在以化學(xué)氣相沉積(CVD)成長的石墨烯／銅箔上。為了在聚合物可撓性基板上轉(zhuǎn)印石墨烯并減少薄膜斷裂與撕裂的情況發(fā)生，可在石墨烯與可撓性聚合物基板之間采用層壓的制程。

科學(xué)家表示，在聚對二甲苯層上新形成的石墨烯層被應(yīng)用到太陽電池的兩個電極之一，而另一聚對二甲苯層用來作為裝置基板。在可見光下，對於石墨烯膜，電池的透光率約為90％。與基於ITO的最新裝置相比，基於石墨烯的太陽電池原型每單位重量的輸出功率提高了約36倍。研究人員還說，他們還在透明電極的每單位面積上所使用的材料量為原來的1/200。