石墨烯等二維材料在太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用

近年來(lái)，晶硅太陽(yáng)能電池的效率不斷取得突破，但是晶硅電池的理論效率并不高，如何通過(guò)其他的手段，或者用更加優(yōu)良的材料制備高效新型太陽(yáng)能電池成為了當(dāng)下研究的熱點(diǎn)。作為一種新型材料，石墨烯在太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用一直頗受各行業(yè)人士關(guān)注，那么以石墨烯為代表的二維材料在太陽(yáng)能電池中將會(huì)有怎樣的應(yīng)用?

曾祥斌教授先簡(jiǎn)單的介紹了二維半導(dǎo)體材料的性能及其在光伏產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用。他表示，由于二維半導(dǎo)體材料具有室溫下高載流子遷移率、高透過(guò)率以及優(yōu)異的光電性能，使得二維材料應(yīng)用于光伏電池。比如石墨烯太陽(yáng)能電池便是當(dāng)下的一個(gè)熱點(diǎn)。目前Yavuz,Serdar等人對(duì)Gr進(jìn)行摻雜，并在表面旋涂抗反射膜，將石墨烯電池效率提高到了16.9%。此外，人們還研究了硅基“MIS-IL”太陽(yáng)能電池，由于其對(duì)Si品質(zhì)的要求沒(méi)有傳統(tǒng)的Si太陽(yáng)能電池的要求高，使其在商業(yè)化應(yīng)用方面具有很大的潛力。

隨后，曾祥斌教授還詳細(xì)分析了二維材料的摻雜技術(shù)，并對(duì)各種摻雜技術(shù)的工藝、效果、優(yōu)勢(shì)、技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行了分析對(duì)比。曾祥斌教授指出，濕法摻雜需要選擇合適的溶液和改進(jìn)工藝過(guò)程來(lái)解決穩(wěn)定性問(wèn)題;等離子體摻雜具有摻雜濃度和摻雜類型易控等優(yōu)點(diǎn)，但離子注入對(duì)單層TMDs的摻雜仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)，需要進(jìn)一步地探索與研究。

最后，曾祥斌教授總結(jié)道，二維材料作為電極材料尤其是透明電極材料，可以在薄膜電池中得到應(yīng)用。而且采用二維材料可制備柔性薄膜電池，可以利用帶隙的可調(diào)性，構(gòu)造多結(jié)疊層電池。