Электроды из графена повысили удельную мощность фотоэлемента в 36 раз
Logo
Cover

Новый метод производства больших листов высококачественных графена — материала толщиной в один атом — может привести к появлению сверхлегких и гибких солнечных элементов, новых классов светодиодов и прочей тонкопленочной электроники.

Поиск метода производства тонких и прозрачных электродов, сохраняющих стабильность под открытым небом, стал одной из первостепенных задач современной электроники. Нынешний стандарт для оптоэлектронных устройств — оксид индия-олова (ITO). Его главный недостаток- дороговизна индия.

Многие исследовательские группы разрабатывают альтернативу ITO из органических или неорганических материалов. В частности, привлекательными характеристиками обладает графен, разновидность чистого углерода, атомы которого расположены в форме плоского шестиугольника. У него отличные электрические и механические свойства, при этом его легко выращивать большими листами. Однако главная хитрость заключается в том, чтобы отделить выращенные листы графена от медной подложки, пишет MIT News.

Этот процесс переноса часто приводит к появлению дефектов, которые нарушают целостность листа и существенно снижают электрическую проводимость материала. Однако благодаря новой технологии, разработанной в MIT, резко возрастает стабильность производственного процесса и качество конечного продукта.

Ключом к эффективности стал буферный слой из полимера парилена, который адаптируется на атомном уровне к графеновым листам, на которых он размещается. Парлен производится в результате того же процесса осаждения из паровой фазы, что и графен, что упрощает технологию.

В качестве образца продукции ученые создали солнечный элемент с графеновым слоем в качестве одного из электродов и слоем парилена, который также выступал подложкой устройства. Коэффициент пропускания для графеновой пленки составил почти 90% при видимом спектре света. А по удельной мощности он проявил себя в 36 раз лучше, чем аналогичные фотоэлементы на основе ITO.

Однослойный графен обладает огромным потенциалом, но расходы на его производство пока весьма значительны. Ученые из США научились получать графен из всякого хлама — от банановой кожуры и других пищевых отходов до угля и пластика.