最近有些研究機(jī)構(gòu)正在積極進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換層材料的開發(fā),一些紅外線高效轉(zhuǎn)換技術(shù)也相繼面世。這樣一來,如果可以利用對紅外線透明度也較高的透明導(dǎo)電膜,那么就可期待實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過現(xiàn)有太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。
目前,在這些開發(fā)活動中處于領(lǐng)先地位的廠商之一是富士電機(jī)控股株式會。該公司目前正在新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)(NEDO)的“革新性太陽能發(fā)電技術(shù)研究開發(fā)”項(xiàng)目中,積極開發(fā)采用石墨烯的太陽能電池用透明導(dǎo)電膜。
不過,富士電機(jī)事實(shí)上已經(jīng)放棄了迄今一直在研發(fā)的使用氧化石墨烯制作石墨烯片的工藝。時(shí)作為替代方法導(dǎo)入了三星公司等也采用的熱CVD法。[散戶之友、收集整理]通過一系列自主改進(jìn)得到的2層石墨烯片的“導(dǎo)電率將高達(dá)ITO的幾倍,并且能夠確保90%的光透射率等,已經(jīng)達(dá)到能夠充分滿足性能指標(biāo)的水平”。
有待解決的課題是量產(chǎn)性問題!拔覀兿M倌芙档虲VD法的工藝度。同時(shí)需要確立該方法中所使用的銅的再利用工藝。另外,還需要確認(rèn)與太陽能電池半導(dǎo)體層的相容性等”。
6、其它應(yīng)用
石墨烯還可以應(yīng)用于晶體管、觸摸屏、基因測序等領(lǐng)域,同時(shí)有望幫助物理學(xué)家在量子物理學(xué)研究領(lǐng)域取得新突破。中國科研人員發(fā)現(xiàn)細(xì)菌的細(xì)胞在石墨烯上無法生長,而人類細(xì)胞卻不會受損。利用這一點(diǎn)石墨烯可以用來做繃帶,食品包裝甚至抗菌T恤;用石墨烯做的光電化學(xué)電池可以取代基于金屬的有機(jī)發(fā)光二極管,因石墨烯還可以取代燈具的傳統(tǒng)金屬石墨電極,使之更易于回收。這種物質(zhì)不僅可以用來開發(fā)制造出紙片般薄的超輕型飛機(jī)材料、制造出超堅(jiān)韌的防彈衣,甚至能讓科學(xué)家夢寐以求的2.3萬英里長太空電梯成為現(xiàn)實(shí)。
石墨烯這一目前世界上最薄的物質(zhì)首先讓凝聚態(tài)物理學(xué)家們驚喜不已。由于碳原子間的作用力很強(qiáng),因此即使經(jīng)過多次的剝離,石墨烯的晶體結(jié)構(gòu)依然相當(dāng)完整,這就保證了電子能在石墨烯平面上暢通無阻的遷移,其遷移速率為傳統(tǒng)半導(dǎo)體硅材料的數(shù)十至上百倍。這一優(yōu)勢使得石墨烯很有可能取代硅成為下一代超高頻率晶體管的基礎(chǔ)材料而廣泛應(yīng)用于高性能集成電路和新型納米電子器件中。目前科學(xué)家們已經(jīng)研制出了石墨烯晶體管的原型,并且樂觀地預(yù)計(jì)不久就會出現(xiàn)全由石墨烯構(gòu)成的全碳電路并廣泛應(yīng)用于人們的常生活中。
石墨烯還具有超高的強(qiáng)度,碳原子間的強(qiáng)大作用力使其成為目前已知的力學(xué)強(qiáng)度最高的材料,并有可能作為添加劑廣泛應(yīng)用于新型高強(qiáng)度復(fù)合材料之中。[散戶之友.收集整理]石墨烯良好的導(dǎo)電性及其對光的高透過性又讓它在透明導(dǎo)電薄膜的應(yīng)用中獨(dú)具優(yōu)勢,而這類薄膜在液晶顯示以及太陽能電池等領(lǐng)域至關(guān)重要。另外,石墨烯在高靈敏度傳感器和高性能儲能器件方面也已經(jīng)展示出誘人的應(yīng)用前景?梢哉f,石墨烯的出現(xiàn)不僅給科學(xué)家們提供了一個充滿魅力與無限可能的研究對象,更讓我們對其充滿了期待,也許在不久的將來,石墨烯就會為我們搭建起更加便捷與美好的生活。
總之,石墨烯幾乎完全透明,卻極為致密,即使原子尺寸最小的氦氣也無法穿透。這些性狀可由量子物理學(xué)加以解釋。石墨烯與塑料混合,可望形成導(dǎo)體,用于輸送電子,同時(shí)具備更強(qiáng)的機(jī)械性能和耐熱性能。石墨烯與塑料復(fù)合,可以憑借韌性,創(chuàng)制“新型超強(qiáng)材料”,兼具超薄、超柔和超輕特性。在特定領(lǐng)域內(nèi),如電子行業(yè),石墨烯適合制作透明觸摸屏、透光板和太陽能電池。如用于制造晶體管集成電路,石墨烯可望超越硅晶體,突破現(xiàn)有物理極限,使電腦運(yùn)行速度更快、能耗降低。