钜大LARGE | 点击量:3550次 | 2021年06月16日
石墨烯是什么?未来的太阳能电池板为何要依赖石墨烯技术?
与风能和水力发电等其他资源相比,太阳能发电在可再生能源方面上升最快。因为太阳能在世界各地都可以使用,并且不要复杂或庞大的设备,研究人员估计地球每年接收超过173,000太瓦的能量,这是人类要的能量的10,000多倍。
即使在今天,最有效的太阳能电池也只能将太阳光线的20%以上转化为电能!并且导致研究人员和科学家们为提高功率转换效率(PCE)并且具有符号(η)做出了很多努力,并且纳米材料似乎是上升太阳能电池板和石墨烯有效的最佳解决方法之一,具有很好的纳米材料之一由于其独特的电力特性,使其成为所有领域中硅的强有力竞争者。
1-更加有效:
如今传统的太阳能电池板使用的材料可以将光转化为电能,如硅或砷化镓,它会为每个被吸收的光子束出现一些电子,因为这种光子束比这些电子能携带的能量更多,所以很多内部能量都在太阳光变热而不是转换成电能。
石墨烯是如何解决这个问题的西班牙光子科学研究所的研究人员,由FrankKoppens领导了这项研究。并且揭示了当石墨烯吸收光子束时,它会从其他传统材料中出现多个电子,并且能够驱动电流,使其比其他材料更加有效。
充电温度:0~45℃
-放电温度:-40~+55℃
-40℃最大放电倍率:1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
太阳能电池板是可再生能源的不错选择,但目前的技术还存在着一些问题
2-经济实惠:
广泛使用太阳能的最大障碍是,如今你想要安装太阳能电池板以获得10千瓦(kW)的安装成本大约为30,000美元,现在每瓦特售价过于昂贵3美元。
半透明,重量很轻。当它开始生产以便在未来制造大量产品并且技术很难在不久的将来实现这一目标时,这将导致价格实惠且成本低廉。
比较目前的太阳能电池和新的石墨烯半透明电池
3-透明:
香港理工大学研究人员已成功开发出高效的低成本半透明钙钛矿太阳能电池石墨烯电极(钙钛矿:是一种由钛酸钙CaTiO3组成的钙钛氧化物矿物并且这种半透明太阳能电池板的特点使它可以进入拥挤的城市,因为可以放置太阳能电池板的狭窄空间,传统的太阳能电池板很难使用,但石墨烯太阳能电池板供应了新的解决方法,使其易于使用太阳能电池板。每个房子都被用作每个窗户的玻璃,可以想象摩天大楼的窗户如何变成太阳能电池板站!
柔性石墨烯太阳能电池板
4-灵活:
石墨烯供应了多种柔性太阳能电池板,通常依赖于有机电子产品,如(PMMA石墨烯硅)薄膜太阳能电池(PMMA:聚甲基丙烯酸甲酯),石墨烯薄膜还有另一个好处,它可以作为包装材料来提高器件的稳定性。PMMA-Gr-Si太阳能电池在弯曲60次后可保持93%的原始效率。
莱斯大学的科学家发明了一种新的阴极,可以使廉价,灵活的染料敏化太阳能电池变得实用。通过与石墨烯无缝结合的纳米管取代早期版本中经常使用的昂贵且脆性的铂基材料,有机太阳能电池中使用的石墨烯有助于它变得灵活并节省强大,自2015年以来,有机太阳能电池能够实现通过串联结构和研究工作提高效率超过10%,以在未来的太阳能电池板中新增这一百分比。
新一代太阳能电池板使用石墨烯增强,能够通过雨滴发电
5-在任何条件下工作:
在下雨或阴天太阳能电池板等恶劣条件下不起用途,但新的太阳能电池原型依靠石墨烯能够发电而不是在这种恶劣的条件下,而且还来自雨滴!
我国青岛的科学家团队。他们开发了一种新型石墨烯太阳能电池板技术,能够从雨滴中发电,它只要一个原子厚度的石墨烯层,因为石墨烯具有很高的导电性,因此要在表面上移动过量的电子。好处。在存在水的情况下,石墨烯将其电子与带正电荷的离子结合。有些人可能了解这个过程被称为路易斯酸碱相互用途。
雨中含有的少量盐分离成离子(铵,钙和钠),作为催化剂制成,因此可以导致新生成的石墨烯太阳能电池板在蒸发或海水毛细雨中起用途,或者成为理想的用途。船只和船只,水实际上依附于石墨烯,与石墨烯电子形成双层(AKA赝电容器),这些层之间的能量差异很强,以至于它发电。
6-可以在任何地方使用:
石墨烯的许多解决方法可以为未来创造合适的太阳能电池板,并且可以在任何地方使用,因为它的特点(柔性,半透明,轻便,价格合理,更加有效,并且可以在非常恶劣的条件下工作)所有这些功能有助于太阳能电池板进入在建筑,汽车,船舶等新的地方,当使用内置的石墨烯太阳能电池板时,投资成为一项良好的投资。
可以利用摩天大楼中巨大的窗户玻璃墙成为太阳能电池板
7-存储:
在早上建立私人太阳能电池板站的时候发电更多你要的东西你可以卖电给普通电力系统,而当你的私人电站不发电时可以从普通电力系统购买电器那么简单的事情。
但是假如你住在偏远地区并且无法与普通电力系统连接,你必须在早上存放电器以便在夜间使用它,石墨烯也为此供应解决方法!
与现有的普通电池相比,石墨烯通过将电池容量提高到传统电池的数倍,并使充电和放电的生命周期倍增,从而开发出未来的电池。
石墨烯是未来太阳能电池板的有希望的材料
8-一项有前途的技术:
纳米技术和纳米材料有很大的发展前景,因为它发展如此之快,石墨烯是最有趣的纳米技术之一,被广泛认为是21世纪的奇迹材料,因为石墨烯有一个很好的特点列表,它是最强的材料在世界上,它比钢强200倍,但比钢轻6倍,石墨烯比铜更好的电导体,它不透气体,所以用来节省氢气,几乎完全透明。此外,当化学成分添加到其表面时,可以改变其性质。
石墨烯在电子产品中具有独特的性质,使其成为所有领域中硅的强有力竞争者,石墨烯在未来的许多挑战中通常都会打败硅片,如创造超级电子,CPU,RAM,可穿戴设备和超级太阳能电池板更加有效。
石墨烯技术可以保护环境免受制造传统太阳能电池板出现的有毒污染
9-环保:
太阳能电池板不完全环保,但做有害的事情,以便硅谷有毒物质联盟(SVTC)警告太阳能电池板制造出现许多与半导体生产相同的毒性,包括四氯化硅和六氟化硫等温室气体。四氯化硅是一种毒性很强的化合物。关于每千克多晶硅产品,出现4千克四氯化硅。
石墨烯如何起到保护环境的用途?!
有机太阳能电池板制造出现的有害物质较少,石墨烯增强有机太阳能电池板成为传统硅太阳能电池板的替代品,在工业化时出现大量有毒污染。此外,石墨烯太阳能电池板材料在地球上可以大量获得,这是为后代节约资源的重要一点。