Пошук методу виробництва тонких і прозорих електродів, які б зберігали стабільність під відкритим небом, став одним з першочергових завдань сучасної електроніки.
Чинний стандарт для оптоволоконних пристроїв – оксид індію-олова. Його головний недолік висока ціна індію.
Багато дослідницьких груп розробляють альтернативу цьому методу з органічних або неорганічних матеріалів. Зокрема, привабливими характеристиками володіє графен, різновид чистого вуглецю, атоми якого розташовані в формі плоского шестикутника. У нього відмінні електричні і механічні властивості, при цьому його легко вирощувати великими листами. Однак головна хитрість полягає в тому, щоб відокремити вирощені листи графена від мідної підкладки, пише MIT News.
Цей процес перенесення часто призводить до порушення нормальної роботи, яка порушує цілісність аркуша й істотно знижує електричну провідність матеріалу. Однак завдяки новій технології, розробленій в MIT, різко зростає стабільність виробничого процесу та якість кінцевого продукту.
Що дає новий метод
Ключем до ефективності став буферний шар з полімеру парлену, який адаптується на атомному рівні до графенових листів, на яких він тримається. Парлен добувається в результаті того ж процесу осадження з парової фази, що й графен, що спрощує технологію.
Як зразок продукції вчені створили сонячний елемент з графеновим шаром в ролі одного з електродів і шаром парлену, який також виступав підкладкою пристрою. Коефіцієнт пропускання для графенової плівки склав майже 90% при видимому діапазоні світла. А за питомою потужністю він проявив себе в 36 разів краще, ніж аналогічні фотоелементи на основі ITO.
Чим графен такий особливий
Одношаровий графен володіє величезним потенціалом, але витрати на його виробництво поки досить значні. Вчені з США навчилися отримувати графен з усякого мотлоху – від бананової шкірки й інших харчових відходів до вугілля й пластику, але відкриття потребує доопрацювання, поки з цього можна буде зробити технологію.