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編者按:利用 "石墨烯裝甲"的保護(hù)層，可以讓太陽(yáng)能電池工作更加穩(wěn)定，能量轉(zhuǎn)換效率幾乎和普通太陽(yáng)能電池一樣，有 "石墨烯裝甲 "保護(hù)的太陽(yáng)能電池的功率轉(zhuǎn)換效率為16.4%，而沒(méi)有裝甲的太陽(yáng)能電池則為17.5%，并且它還能長(zhǎng)時(shí)間保持這一效率，在1000小時(shí)后仍能保持97.5%以上的效率,石墨烯層還能阻擋紫外線(xiàn)和近紫外線(xiàn)，防止這些波長(zhǎng)的光造成損害。

過(guò)氧化硅正在成為一種很有前途的太陽(yáng)能電池材料，但它存在一些耐久性問(wèn)題?，F(xiàn)在，工程師們已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種新的電極，利用 "石墨烯裝甲"的保護(hù)層，可以讓它們工作更加穩(wěn)定。在短短10年左右的時(shí)間里，過(guò)氧化物太陽(yáng)能電池的發(fā)展速度非?？欤呀?jīng)或多或少地趕上了硅的幾十年的發(fā)展速度，效率達(dá)到了20%左右。其優(yōu)勢(shì)在于，過(guò)氧化物更便宜，更容易批量生產(chǎn)，而且可以直接印刷或噴涂到表面。

但凡事皆不完美，有一個(gè)問(wèn)題源自于穩(wěn)定性。過(guò)氧化物很容易被來(lái)自太陽(yáng)能電池中的金屬氧化物電極的離子所降解。但現(xiàn)在，韓國(guó)蔚山國(guó)立科學(xué)技術(shù)研究院(UNIST)的工程師們已經(jīng)找到了保護(hù)過(guò)氧化物的方法，而這個(gè)秘密成分就是材料學(xué)家們最喜歡的神奇石墨烯。
石墨烯是一種由碳原子組成的二維晶格，它透明、超強(qiáng)、導(dǎo)電。這使它可以用于各種用途，在這個(gè)案例里，它可以幫助光子和電子通過(guò)，但阻擋金屬離子。

該團(tuán)隊(duì)將石墨烯銅網(wǎng)格嵌入聚酰亞胺(GCEP)，制成一種全新材料薄膜，將其放置于金屬電極和過(guò)氧化物之間。這層薄膜允許太陽(yáng)光通過(guò)過(guò)氧化物，將能量轉(zhuǎn)化為電子，然后通過(guò)GCEP傳回金屬電極，再傳出去儲(chǔ)存和使用。

測(cè)試表明，新設(shè)計(jì)的能量轉(zhuǎn)換效率幾乎和普通太陽(yáng)能電池一樣，有 "石墨烯裝甲 "保護(hù)的太陽(yáng)能電池的功率轉(zhuǎn)換效率為16.4%，而沒(méi)有裝甲的太陽(yáng)能電池則為17.5%，并且它還能長(zhǎng)時(shí)間保持這一效率，在1000小時(shí)后仍能保持97.5%以上的效率。

其他優(yōu)勢(shì)也很明顯，研究小組發(fā)現(xiàn)，新電池更加穩(wěn)定，金屬離子向過(guò)氧化物層的擴(kuò)散更少。另外，石墨烯層還能阻擋紫外線(xiàn)和近紫外線(xiàn)，防止這些波長(zhǎng)的光造成損害。新的太陽(yáng)能電池也更加靈活。在經(jīng)過(guò)5000多次彎曲測(cè)試后，它仍然保留了94%的初始效率，這可以使它在為可穿戴電子產(chǎn)品供電時(shí)發(fā)揮作用。

該研究發(fā)表在《納米通訊》雜志上。 


原標(biāo)題：“堅(jiān)不可摧”！“石墨烯裝甲”可讓過(guò)氧化物太陽(yáng)能電池更耐用