鉅大LARGE | 點擊量:1846次 | 2019年06月06日
石墨烯基薄膜太陽能電池
隨著環(huán)境問題的日益嚴重,化石能源不受控制地引起的環(huán)境問題日益引起成年人的關(guān)注。人們渴望找到可再生,無污染的新能源來取代重污染的化石能源。作為地球聲明的來源,太陽能一直是人們關(guān)注的對象。其中,太陽能柔性電池是其中一種應用。他們利用光敏材料的光生電子效應將光轉(zhuǎn)換成電能。然而,傳統(tǒng)的太陽能柔性電池使用ITO作為透明導電電極,其存在以下問題。首先,ITO存在重金屬污染問題;第二,ITO導電性差,電子遷移率低,不利于光電子的傳輸。第三,ITO柔韌性較差,不適合柔性電極。因此,設計了高強度,高導電率,高透明度的石墨烯膜以克服上述ITO的問題。
干貨——一種石墨烯基薄膜太陽能電池
通過控制石墨烯溶液的濃度,在AAO基膜上通過抽濾獲得超薄氧化石墨烯膜;將AAO基膜(孔隙率40%)粘附到氧化石墨烯膜的表面上,形成石墨。烯烴薄膜的表面朝上,放置在水面上,按壓AAO基膜,AAO基膜開始下沉,最后,AAO基膜下沉到杯子的底部,石墨烯膜(在虛線圓圈內(nèi)漂浮在水面上。
漂浮在水面上的石墨烯膜用硅晶片從底部提起,使得石墨烯膜鋪展在基板表面上,并且氧化石墨烯膜中的水分在室溫下蒸發(fā)30分鐘,并且測量氧化石墨烯膜的含水量。54重量%;將蒸發(fā)處理后的氧化石墨烯膜冷凍干燥,將氧化石墨烯膜從硅晶片表面剝離;表面有大量皺紋;通過原子力顯微鏡觀察厚度為4nm。將氧化石墨烯膜在2000℃下進行熱還原,并且在還原1小時后測量其電導率為0.5MS/m,并且石墨烯膜強度為10GPa。
上述石墨烯薄膜用作光陽極組裝的有機薄膜太陽能電池1,與使用ITO作為光電陽極組裝的染料敏化透明太陽能電池2相比,與傳統(tǒng)的石墨烯相比,光電轉(zhuǎn)換效率提高了91%。薄膜(在ITO上組裝成光電陽極的染料敏化透明太陽能電池3具有37%的光電轉(zhuǎn)換效率。當使用常規(guī)石墨烯薄膜(在ITO上旋涂)作為光電陽極時,在2400小時后,石墨烯薄膜可以由于微觀結(jié)構(gòu)的損壞,其導電率降低至48%,并且太陽能電池3的光電轉(zhuǎn)換效率降低至44.本申請的石墨烯膜在3600小時后具有95%或更高的導電率。使用時,太陽能電池1的光電轉(zhuǎn)換效率保持在97%以上。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
干貨——一種石墨烯基薄膜太陽能電池
通過控制石墨烯溶液的濃度,通過在AAO基膜上抽濾獲得超薄還原氧化石墨烯膜;將AAO基膜的表面(孔隙率:60%)粘附到氧化石墨烯膜的表面上。將石墨烯膜面朝上放置,放置在水面上,壓在AAO基膜的邊緣上,并且AAO基膜開始下沉。最后,AAO基膜沉到杯底,石墨烯膜浮在水面上,石墨烯膜成功剝離。
漂浮在水面上的石墨烯膜用硅晶片從底部提起,使得石墨烯膜鋪展在基板表面上,并且氧化石墨烯膜中的水分在室溫下蒸發(fā)30分鐘,并且測量氧化石墨烯膜的含水量。67重量%;將蒸發(fā)處理后的氧化石墨烯膜冷凍干燥,從硅晶片表面剝離氧化石墨烯膜,得到表面有皺褶的石墨烯膜,通過原子力顯微鏡觀察,厚度為14nm。氧化石墨烯膜在2000℃下熱還原,并且在還原1小時后其電導率為0.6MS/m,并且石墨烯膜強度為7GPa。上述石墨烯薄膜用作光陽極組件染料敏化薄膜太陽能電池1,與使用ITO作為光電陽極組裝的染料敏化透明太陽能電池2相比,光電轉(zhuǎn)換效率提高了87%。石墨。將烯烴膜(旋涂在ITO上)用作光電陽極組裝的染料敏化透明太陽能電池3,其光電轉(zhuǎn)換效率提高了29%。使用3600小時后,電導率為95%,太陽能電池1的光電轉(zhuǎn)換效率為96%。通過控制石墨烯溶液的濃度,通過在AAO基膜上抽濾獲得超薄還原氧化石墨烯膜;將AAO基膜的表面(孔隙率:60%)粘附到氧化石墨烯膜的表面上。將石墨烯膜面朝上放置,放置在水面上,壓在AAO基膜的邊緣上,并且AAO基膜開始下沉。最后,AAO基膜沉到杯底,石墨烯膜浮在水面上,石墨烯膜成功剝離。漂浮在水面上的石墨烯膜用硅晶片從底部提起,使得石墨烯膜鋪展在基板表面上,并且氧化石墨烯膜中的水分在室溫下蒸發(fā)30分鐘,并且測量氧化石墨烯膜的含水量。75重量%;將蒸發(fā)處理后的氧化石墨烯膜冷凍干燥,從硅晶片表面剝離氧化石墨烯膜,得到表面具有皺褶的石墨烯膜,通過原子力顯微鏡觀察其厚度為20nm。將氧化石墨烯膜在3000℃下進行熱還原,并且在還原0.2小時后測量其電導率為0.8MS/m。石墨烯膜強度為9GPa。石墨烯膜用作正極,有機薄膜太陽能電池1用ITO組裝作為光電陽極。與使用鉑電極作為正電極組裝的染料敏化透明太陽能電池2相比,光電轉(zhuǎn)換效率提高了66%。作為正極組裝的染料敏化透明太陽能電池3的常規(guī)石墨烯膜(旋涂在ITO上)具有13%的光電轉(zhuǎn)換效率。使用3600小時后,電導率為96%,太陽能電池1的光電轉(zhuǎn)換效率為97%。根據(jù)實施例2的過濾方法,通過在MCE基膜上抽濾,然后在具有還原的氧化石墨烯膜的MCE基膜的表面(孔隙率為60)獲得厚度為14nm的還原氧化石墨烯膜。%)附上。將石墨烯膜的表面面朝上放置,放置在水面上,并按壓MCE基膜的邊緣,MCE基膜不下沉,并且石墨烯膜剝離失敗。應注意,吸濾法目前被認為是制備石墨烯膜的最均勻的方法。在一定量的濾液下,可以通過控制濃度來控制石墨烯膜的厚度。最小厚度可以是石墨烯層。隨著石墨烯濃度的增加,在壓力的作用下,新添加的石墨烯逐漸填充到第一層石墨烯的間隙中,使第一層石墨烯逐漸完全填充,然后發(fā)展成第二層,這是不斷重復的。在該步驟中,可以制備厚度跨越2層至數(shù)萬石墨烯的石墨烯納米膜。因此,本領(lǐng)域技術(shù)人員通過簡單的實驗參數(shù)調(diào)整可以獲得厚度為4nm的石墨烯膜。
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