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石墨烯理論上可吸收任何頻率的光，一直以來都是紅外線或是光檢驗設備的理想材料，可用於生物感測、熱成像攝影機或是太陽能電池等應用。
而在傳統太陽能採集（solar energy harvesting）設備中，通常只有在兩種材料中間形成接面時才會產生光電流，就好比太陽能電池中的 PN 接面，當半導體吸收陽光時，PN 接面會產生電子電洞對，之後受到刺激的電子和失去電子的電洞會朝相反方向移動，進而產生電流與電壓。
只不過這是「傳統」設備，石墨烯則是眾多科學家公認的神奇材料，總有不一樣的地方，UCR 物理學副教授 Nathaniel Gabor 表示，在石墨烯領域中，所有東西無時無刻都在變化。團隊發現在沒有過多電荷的情況下，未處理過的石墨烯也會產生光電流，石墨烯不需要像 PN 接面一樣需要特殊的接點，只要將石墨烯切片、或是把石墨烯原本的梯形線性觸點變成矩形或是錐形等奇形怪狀，就可以進一步控制光電流。
UCR 表示，未處理過、無雜質的石墨烯完全是電中性的，當石墨烯連接到其他設備時，會向附近的金屬施加電壓來引入電荷，之後就可以運用電壓調度正負電荷，讓石墨烯片一直處於電中性狀態。
為測試未處理過的石墨烯性能，研究員也將無雜質的石墨烯製成各種幾何形狀，將石墨烯帶（narrow ribbon）與交叉點連接到矩形區域後，科學家可在邊界檢測出較高的光電流與光感電流，電流產生速度也相當快。
團隊製造出來的光捕獲裝置厚度跟原子差不多，雖然目前還沒有在新石墨烯設備實際測試光電流，但若未來實驗有成，將有望嵌入窗戶或是製成半透明設備，也能與其他太陽能收集設備合作，吸收不同波長的光，科學家甚至能透過不同石墨烯形狀來讓設備發出不同的訊號。
得益於石墨烯獨特的電子結構，不僅能有效將光轉換成電，更可讓電在電荷較少的材料中快速移動，而未來科學家也將會持續探索神奇材料石墨烯，說不定能再度找出前所未有的優點。目前研究已發表在《Nature Nanotechnology》。
New property revealed in graphene could lead to better performing solar panels
（本文由 EnergyTrend 授權轉載；首圖來源：UCR）
科技新知
再度發現神奇材料優點，未處理石墨烯有助光捕獲設備提升電流
- 發佈日期:2018/12/27
- 資料來源：科技新報
- 點閱次數：1283次
發布日期 2018 年 12 月 25 日 15:19 | 作者 EnergyTrend |
石墨烯理論上可吸收任何頻率的光，一直以來都是紅外線或是光檢驗設備的理想材料，可用於生物感測、熱成像攝影機或是太陽能電池等應用。
而在傳統太陽能採集（solar energy harvesting）設備中，通常只有在兩種材料中間形成接面時才會產生光電流，就好比太陽能電池中的 PN 接面，當半導體吸收陽光時，PN 接面會產生電子電洞對，之後受到刺激的電子和失去電子的電洞會朝相反方向移動，進而產生電流與電壓。
只不過這是「傳統」設備，石墨烯則是眾多科學家公認的神奇材料，總有不一樣的地方，UCR 物理學副教授 Nathaniel Gabor 表示，在石墨烯領域中，所有東西無時無刻都在變化。團隊發現在沒有過多電荷的情況下，未處理過的石墨烯也會產生光電流，石墨烯不需要像 PN 接面一樣需要特殊的接點，只要將石墨烯切片、或是把石墨烯原本的梯形線性觸點變成矩形或是錐形等奇形怪狀，就可以進一步控制光電流。
UCR 表示，未處理過、無雜質的石墨烯完全是電中性的，當石墨烯連接到其他設備時，會向附近的金屬施加電壓來引入電荷，之後就可以運用電壓調度正負電荷，讓石墨烯片一直處於電中性狀態。
為測試未處理過的石墨烯性能，研究員也將無雜質的石墨烯製成各種幾何形狀，將石墨烯帶（narrow ribbon）與交叉點連接到矩形區域後，科學家可在邊界檢測出較高的光電流與光感電流，電流產生速度也相當快。
團隊製造出來的光捕獲裝置厚度跟原子差不多，雖然目前還沒有在新石墨烯設備實際測試光電流，但若未來實驗有成，將有望嵌入窗戶或是製成半透明設備，也能與其他太陽能收集設備合作，吸收不同波長的光，科學家甚至能透過不同石墨烯形狀來讓設備發出不同的訊號。
得益於石墨烯獨特的電子結構，不僅能有效將光轉換成電，更可讓電在電荷較少的材料中快速移動，而未來科學家也將會持續探索神奇材料石墨烯，說不定能再度找出前所未有的優點。目前研究已發表在《Nature Nanotechnology》。
New property revealed in graphene could lead to better performing solar panels
（本文由 EnergyTrend 授權轉載；首圖來源：UCR）
