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来自 生命科学 2020-03-17 04:54 的文章
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美科学家用新材料取代太阳能电池中的铂

据物理学家组织网8月21日报道,美国密歇根理工大学科学家宣称,他们开发出一种低成本阴极材料,能够取代此前在染料敏化太阳能电池生产中所必须的贵金属铂。相关研究在线发表在科技期刊《应用化学》上。

js金沙国际,染料敏化太阳能电池具有稳定性好、理论效率高、工艺简单、生产过程环境友好等特点,被认为是众多新型太阳能电池技术中最有前途的一种。以它为基础的柔性太阳能电池因柔性好、质量轻、易大面积生产,更是近年来研究的一大热点。但在大规模推广和应用前,该技术还有诸多障碍需要扫清。贵金属铂便是其中之一。虽然铂在染料敏化太阳能电池的制造中用量不多,但其每盎司1500美元的价格还是在一定程度上推高了最终产品的售价,为大面积推广增加了难度。

为此,负责此项研究的美国密歇根理工大学材料与工程学院教授胡云航团队,专门研制出了一种能够取代铂的新材料,研究人员称其为蜂窝状3D石墨烯。为制造出这种具有独特结构的石墨烯材料,胡云航团队让氧化锂与一氧化碳发生化学反应,从而生成一种碳酸锂和蜂窝状石墨烯的混合物质。而后,再用酸将整个结构中的碳酸锂粒子去除,留下蜂窝状石墨烯。

研究人员发现,这种蜂窝状3D石墨烯具有优良的导电性能,催化活性高,在能量存储和转化方面极具潜力。为证实猜想,他们将染料敏化太阳能电池中的铂电极换成了蜂窝状3D石墨烯电极。在同样的日照条件下的实测结果显示,采用新材料的太阳能电池光电转化效率达7.8%,与使用铂的普通染料敏化太阳能电池的8%极为接近。

胡云航说,合成这种蜂窝状3D石墨烯既不困难也不昂贵,是制造阴极的理想材料。今后还将继续研究,以期进一步提高性能。

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