近年來,晶硅太陽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,如何通過其他的手段,或者用更加優(yōu)良的材料制備高效新型太陽能電池成為了當下研究的熱點。作為一種新型材料,石墨烯在太陽能電池中的應用一直頗受各行業(yè)人士關注,那么以石墨烯為代表的二維材料在太陽能電池中將會有怎樣的應用?
曾祥斌教授先簡單的介紹了二維半導體材料的性能及其在光伏產(chǎn)業(yè)的應用。他表示,由于二維半導體材料具有室溫下高載流子遷移率、高透過率以及優(yōu)異的光電性能,使得二維材料應用于光伏電池。比如石墨烯太陽能電池便是當下的一個熱點。目前Yavuz,Serdar等人對Gr進行摻雜,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”太陽能電池,由于其對Si品質的要求沒有傳統(tǒng)的Si太陽能電池的要求高,使其在商業(yè)化應用方面具有很大的潛力。
隨后,曾祥斌教授還詳細分析了二維材料的摻雜技術,并對各種摻雜技術的工藝、效果、優(yōu)勢、技術難點進行了分析對比。曾祥斌教授指出,濕法摻雜需要選擇合適的溶液和改進工藝過程來解決穩(wěn)定性問題;等離子體摻雜具有摻雜濃度和摻雜類型易控等優(yōu)點,但離子注入對單層TMDs的摻雜仍然是一個挑戰(zhàn),需要進一步地探索與研究。
最后,曾祥斌教授總結道,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性,構造多結疊層電池。