Graphene für grüne Energie

Graphene ist ein Stoff, der in der Zukunft in allen möglichen Produkten verwendet werden wird. Darunter werden auch Produkte fallen, die absolut notwendig für die Menschheit sind. Zum Beispiel sind Solarzellen derzeit einer der besten Wege, um ökologisch Strom zu produzieren, ohne dabei er Umwelt zu schaden. Wir möchten Ihnen nun zeigen, wie Graphene in Solarzellen angewandt werden kann.

Solarzellen und Graphene

Graphene besteht aus einer einzigen Schicht von Kohlenstoffatomen, die in einem sich wiederholenden Muster von Sechsecken miteinander verbunden sind. Es handelt sich um ein zweidimensionales Material mit erstaunlichen Eigenschaften, die ihm den Titel „Wundermaterial“ einbringen. Es ist extrem stark und fast vollständig transparent und außerdem erstaunlich leitfähig und flexibel. Graphene wird aus Kohlenstoff hergestellt, der im Überfluss vorhanden ist, und kann ein relativ preiswertes Material sein. Graphene hat ein scheinbar unendliches Potenzial für die Verbesserung bestehender Produkte und für die Entwicklung neuer Produkte.

Solarzellen benötigen Materialien, die leitfähig und lichtdurchlässig sind, und profitieren von der hervorragenden Leitfähigkeit und Transparenz von Graphene. Graphene ist in der Tat ein hervorragender Leiter, aber es ist nicht sehr gut darin, den in der Solarzelle erzeugten elektrischen Strom zu sammeln. Daher suchen die Forscher nach geeigneten Möglichkeiten, Graphene für diesen Zweck zu modifizieren. Graphenoxid (GO) zum Beispiel ist weniger leitfähig, aber transparenter und ein besserer Ladungskollektor, der für Solarzellen nützlich sein kann.

Das leitfähige Indium-Zinn-Oxid (ITO) wird in den meisten organischen Solarzellen mit einer nichtleitenden Glasschicht als transparente Elektroden verwendet, um diese Ziele zu erreichen, aber ITO ist selten, spröde und macht Solarzellen teuer. Viele Forschungsarbeiten konzentrieren sich auf Graphene als Ersatz für ITO in transparenten Elektroden von OPVs. Andere suchen nach Möglichkeiten, Graphene zur Verbesserung der Gesamtleistung photovoltaischer Geräte, vor allem OPVs, sowie in Elektroden, aktiven Schichten, Grenzflächenschichten und Elektronenakzeptoren einzusetzen.

Wird Graphene die Energieproduktion revolutionieren?

Graphene wird viele Märkte in der Zukunft verändern und vermutlich wird der Markt für die Produktion von Energie einer davon sein. Die erhöhte Effizienz der Solarzellen aus Graphene ist sehr deutlich und wird auch in der Industrie wahrgenommen. Daher wird es mit Sicherheit nicht mehr lange dauern, bis ein großer Teil der neuen Solarzellen aus Graphene gebaut wird.