來自美國西北大學的研究人員研發(fā)出了一種能改革太陽能電池生產(chǎn)方法的碳材料。這種新的太陽能電池材料是由碳納米管組成的透明導體,這為太陽能電池生產(chǎn)提供了另一種途徑。當前的太陽能電池技術(shù)依賴于一種相對較稀有的元素。
地球上碳元素含量豐富,碳納米管有望促進太陽能的長遠發(fā)展,提供一種成本效益更高的太陽能電池制造方法。另外,這種材料擁有良好的柔韌性,使得制成的太陽能電池可以集成到織物和衣服中,為個人電子產(chǎn)品和軍事行動等提供便攜式的供電。
這項研究成果被刊登在Advanced Energy Materials 雜志2011年10月期。
太陽能電池是由多層結(jié)構(gòu)組成,包括一個透明導體層,太陽光通過透明導體層進入電池,而電能通過這里傳出,因此這個導體必須是導電且透光的。同時具備這兩種特性的材料很少。
目前,銦錫氧化物是透明導體中應用最多的材料,但這種材料有兩個缺點:易碎,且依賴于相對較稀有的元素銦。因此,對太陽能電池日益增長的需求將會極大地推高銦的價格。
隨著太陽能技術(shù)的普及,銦的供應將可能出現(xiàn)不足。因此人們很希望有一種地球上含量豐富的元素,比如碳,能取代銦在太陽能技術(shù)中的位置。
該研究團隊利用單壁碳納米管研制出了可以替代銦錫氧化物的材料,并進一步確定了效率最高的碳納米管的類型:金屬型碳納米管和半導體型碳納米管。
研究人員發(fā)現(xiàn),當這兩種碳納米管作為透明導體使用在有機太陽能電池中時,金屬型碳納米管的效率是半導體型碳納米管的50倍。