石墨烯太陽能

什麼是太陽能電池板？

太陽能電池板電力系統，也稱為太陽能光伏發電系統，捕捉太陽的能量(光子)並將其轉化為電能。光伏電池是由一層半導體材料製成的，當暴露在陽光下時，會產生橫跨這些層的電場。當光到達電池時，其中一些被吸收到半導體材料中，並導致電子斷裂和流動。這種電子的流動是一種電流，它可以被抽出來，用來給外部設備供電。這種電流，連同電池的電壓(內置電場的結果)，定義了太陽能電池能夠產生的功率。值得一提的是，光伏電池可以在沒有直接陽光的情況下發電，但更多的陽光等於更多的電。

不同類型的太陽能電池

太陽能電池大致分為三類：單晶、多晶和薄膜。世界上大多數的PVS都是基於硅的變化。硅的純度，或更完美排列的硅分子，會影響到它在轉換太陽能方面的效果。單晶太陽能電池(單晶硅，或單晶硅)經歷了切割圓柱形錠製成硅片的過程，這使電池板看起來很有特色。他們的外部均勻著色，這表明高純度硅，因此有最高的效率(典型的15-20%)。它們還具有空間效率(它們的效率可以使它們變小)，並且比其他類型的太陽能電池板壽命更長。它們比其他種類貴，而且容易受到外部汙垢或雪的破壞。多晶硅(p-Si或MC-Si)太陽電池不經過上述工藝，因此比單晶電池簡單、成本低。由於硅純度較低，其典型效率為13-16%。它們也更大，佔用更多的空間。

薄膜太陽能電池(TFSC)是通過在襯底上沉積一層或幾層薄的光伏材料製成的。在襯底上沉積光伏材料的TFSCs有：非晶硅(a-Si)、碲化鎘(CdTe)、銅銦鎵硒化物(CIS/CIGS)、聚合物太陽能電池板和有機光伏電池(OPC)。薄膜模塊的效率達到7-13%.它們的大規模生產很簡單，可以使它們變得靈活，而且與水晶基太陽能電池相比，其製造成本可能更低。然而，它們佔用了大量的空間(阻礙了它們在住宅中的應用)，而且比水晶太陽能電池板的降解速度更快。

太陽能發電的利弊

太陽能是免費的和無限的，太陽能的使用確實有很大的優勢。這是一種環保、可持續的能源生產方式.如今的太陽能系統也比20年前便宜得多，而且節省了電費。此外，這是一種環境清潔的能源生產形式，有助於減少全球變暖和煤炭汙染。它不像煤和核電站那樣浪費水，也被認為是一種安全得多的能源。

儘管人們普遍認為太陽能發電是一件積極的事情，但也有一些缺點需要提及。購買和安裝太陽能電池板的初始成本可能很高，儘管政府廣泛的補貼計劃和稅收舉措。日照是非常重要的，所以位置在發電中起著重要的作用。長時間多雲或多霧的地區產生的電力要少得多。其他人通常認為缺點在於產生的電力不足和可靠性問題。

太陽能應用

常見的太陽能應用包括各種住宅用途，如太陽能照明、供暖和通風系統。許多小型電器利用太陽能進行操作，如計算器、秤、玩具等。農業和園藝也使用太陽能來操作各種輔助設備，如水泵和作物乾燥機。多年來，運輸領域一直對太陽能汽車感興趣，包括大力研發的汽車、飛機和船隻。太陽能還具有各種工業應用，從為偏遠地區以及空間和衛星系統供電，到為運輸信號、燈塔、近海導航系統等提供電力。

太陽能技術受到大力研究，旨在降低成本和改進現有產品，並將光伏系統集成到諸如光伏動力窗簾、衣服和筆記本電腦等創新產品中。

石墨烯和太陽能電池板

石墨烯由一層碳原子組成，碳原子以六邊形的重複模式結合在一起。它是一種具有驚人特徵的二維材料，賦予它“神奇材料”的稱號。它極強，幾乎完全透明，也令人吃驚的導電和靈活。石墨烯是由碳製成的，碳豐富，而且可以是一種相對便宜的材料。石墨烯在改善現有產品以及激勵新產品方面似乎有著無窮無盡的潛力。

太陽能電池需要的材料是導電的，讓光通過，從而受益於石墨烯的卓越的導電性和透明度。石墨烯的確是一種偉大的導體，但它並不擅長收集太陽電池內部產生的電流。因此，研究人員正在尋找適當的方法來修飾石墨烯。例如，氧化石墨烯(GO)的導電性較低，但更透明，而且是一種更好的電荷集電極，可用於太陽能電池板。

太陽能電池需要的材料是導電的，讓光通過，從而受益於石墨烯的卓越的導電性和透明度。石墨烯的確是一種偉大的導體，但它並不擅長收集太陽電池內部產生的電流。因此，研究人員正在尋找適當的方法來修飾石墨烯。例如，氧化石墨烯(GO)的導電性較低，但更透明，而且是一種更好的電荷集電極，可用於太陽能電池板。

導電銦錫氧化物(ITO)是使用非導電玻璃層作為透明電極，在大多數有機太陽能電池板，但ITO是稀少的，易碎，並使太陽能電池板昂貴。石墨烯作為OPV透明電極中ITO的替代物，是眾多研究的熱點。其他人則尋求利用石墨烯改善光伏器件(主要是OPV)以及電極、活性層、界面層和電子受體的整體性能的方法。

商業化方面：

雖然石墨烯基太陽能電池目前還沒有商業化，但在光伏輔助方面使用石墨烯的一些努力正在取得成果。其中一個例子是ZNShine太陽G12演化時代系列-由12母線石墨烯模塊、5母線石墨烯模塊和雙玻璃石墨烯模塊組成.據報道，ZS的石墨烯薄膜層的應用提高了玻璃本身的透光性能。此外,ZNShine太陽能其模塊是自清潔的。2018年7月，ZNShine太陽能公司贏得了向印度最大的發電設備製造商Bharat重電有限公司(BHEL)提供37.5MW光伏模塊的競標。根據合同，10%的貨物將是塗有石墨烯的太陽能電池板。...在2019年6月，ZNShine太陽能公司宣佈與阿聯酋埃蒂哈德能源公司簽署100兆瓦石墨烯增強太陽能組件供應協議.