Новое исследование по использованию графена для фотоэлементов

Графен имеет наивысшую проводимость и является полностью просвечивающимся, оставаясь при этом недорогим и нетоксичным материалом. Это делает его идеальным материалом для прозрачных контактных слоев при использовании в фотоэлементах, чтобы проводить электрический ток без снижения количества поступающего света - по крайней мере, в теории. В реальных условиях данный факт является под вопросом, поскольку в природе не существует "идеального" графена – свободной, плоской сотообразной структуры, состоящей из одного слоя атомов углерода: взаимное влияние между соседними слоями может кардинально изменить свойства графена.

"Мы исследовали, как изменяются свойства проводимости графена, если его встраивать в набор слоев, подобных тонкой пленке фотоэлементов на основе кремния и обнаружили, что эти свойства изменяются незначительно", объяснил исследователь Марк Глуба (Marc Gluba). Для этой цели, они вырастили графен на тонкой пластине меди, далее перенесли его на стеклянную подложку и в конце покрыли тонкой пленкой кремния. Они исследовали два различных образца, которые обычно используются при технологии изготовления тонких пленок кремния: первый образец содержал слой аморфного кремния, в котором атомы кремния находятся в разупорядоченном состоянии подобно закаленному расплавленному стеклу; второй образец содержал кристаллический кремний для того, чтобы помочь наблюдать влияния стандартного процесса кристаллизации на свойства графена.

Даже при полном изменении морфологии верхнего слоя, вследствие нагрева до температуры несколько сотен градусов Цельсия, графен все еще остается определяемым. "Мы не ожидали обнаружить данный факт, однако наши результаты демонстрируют, что графен остается графеном даже при покрытии кремнием", заявил Норберт Никель (Norbert Nickel).

Измерения подвижности носителей заряда, используя эффект Холла, показали, что подвижность носителей заряда с внедренным слоем графена в 30 раз больше, чем их подвижность с использованием контактных слоев на основе оксида цинка. Глуба заявил: "Следует признать, что соединение данного тонкого контактного слоя, который имеет толщину величиной с один атом, к внешним контактам является большой проблемой. Мы должны еще работать над этим". Никель добавил, что "наши коллеги по технологии тонких пленок уже подготовились и хотят использовать данное решение". Исследователи получили свои измерения на образцах размером один квадратный сантиметр, ходя в действительности графеном можно покрывать зоны большего размера.

Источник новости