石墨烯层可以让太阳能电池在下雨时发电吗？

太阳能正在崛起。近年来，许多技术进步使太阳能电池变得非常高效和廉价。一个很大的缺点是，下雨的时候太阳能电池不能发电。然而，这种情况可能会改变:在《AngewandteChemie》杂志上，我国研究人员现在介绍了一种制造全天候太阳能电池的新方法，这种电池由阳光和雨滴触发。

为了将太阳能转化为电能，来自我国海洋大学(青岛)和云南师范大学(昆明)的研究小组开发了一种高效染料敏化太阳能电池。为了让雨水也能发电，他们在电池上涂了一层更小的石墨烯薄膜。

石墨烯是一种二维形式的碳，其中原子以蜂窝状排列。石墨经过氧化、剥落和随后的还原，很容易制备。石墨烯的特点是其不寻常的电子特性:它导电，并且富含电子，电子可以在整个石墨烯层中自由移动(离域)。在水溶液中，石墨烯可以将带正电的离子与其电子结合(路易斯酸碱相互用途)。这一特性在石墨烯基工艺中用于去除溶液中的铅离子和有机染料。

这一现象启发了唐群伟的研究人员使用石墨烯电极从雨滴的冲击中获取能量。雨滴不是纯净水。它们含有分解成正离子和负离子的盐。带正电的离子，包括钠离子、钙离子和铵离子，可以与石墨烯表面结合。在雨滴与石墨烯的接触点，水被富集成正离子，石墨烯被富集成离域电子。这就出现了由电子和带正电离子组成的双层结构，这种结构被称为伪电容器。与此现象相关的电势差足以出现电压和电流。