石墨烯原料可以用于改善太阳能电池和光电探测器

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一个国际研究团队,由加州大学河滨分校的研究人员共同领导,其中还包括麻省理工学院,新加坡南洋理工大学的研究人员;新加坡高性能计算研究所;加州大学伯克利分校;日本国家材料科学研究所,他们的研究已经发现了一种新的石墨烯充电和能量流动机制,为新型光捕获设备打开了大门。

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研究人员将原始石墨烯制成不同的几何形状,将窄带和十字架连接到宽阔的矩形区域。他们发现,当光照射收缩区域时,例如窄带连接两个宽区域的区域,检测到大的光感应电流或光电流。


原始石墨烯可以有效地将光转换为电能的发现可以导致高效和超快光电探测器的发展 - 并且可能更高效的太阳能电池板。


该团队解释说,在大多数太阳能收集设备中,光电流仅在两种不同材料之间存在结点时出现,例如“p-n”结,两种半导体材料之间的边界。电流在结区域中产生并且移动通过两种材料的不同区域。


“但在石墨烯中,一切都在变化,”UCR的物理学副教授纳撒尼尔·加博尔说,他是该研究项目的共同领导者。 “我们发现,在整个石墨烯片完全没有过量电子电荷的特殊条件下,光电流可能出现在原始石墨烯中。产生光电流不需要特殊的连接,而是可以通过简单地将石墨烯片切割和成形为不寻常的配置,从梯形的线性接触阵列,到狭窄的矩形,到锥形和梯形边缘来控制。


原始石墨烯是完全电荷中性的,这意味着材料中没有过量的电荷。然而,当连接到设备中时,可以通过向附近的金属施加电压来引入电荷。该电压可以诱导正电荷,负电荷或完全平衡负电荷和正电荷,因此石墨烯片完全电荷中性。


weinxin
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