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石墨烯面向光电器件高端应用亟待寻求基础研究突破

发表时间:2019-06-17 14:19

  石墨烯是一种由碳原子以六方结构紧密排列所组成的蜂窝状晶体,其独特的性能使石墨烯在光学和光电器件领域具备很好的应用价值。在过去的几十年中,石墨烯光电器件的应用已经在科学界得到广泛的探索,并在工业界崭露头角。6月4日,SNEC2019石墨烯光电应用高峰论坛上透露,石墨烯与半导体材料结合在光电器件应用试验已有突破,在产业化推进过程中亟待基础原创持续投入。

  2018年国内外石墨烯基础研究和产业应用快速发展,在材料可控制备、能量转换与存储、光电器件、传感器、复合材料、环境治理等领域的研究和应用深入开展,石墨烯产业化在我国获得快速推进。清华大学材料学院副院长朱宏伟教授表示,目前石墨烯在涂料、锂电等出现了不错的应用,但是大部分都是比较粗放的应用。石墨烯具有轻、薄、柔的特性,未来可以在光电器件上开发高端的应用。

  在实验室研究中,石墨烯材料在光电器件的应用取得较高的转换效率,但是在产业化推进中,光伏产业内对石墨烯的关注却寥寥无几。产业推进制约的瓶颈还在于其制备工艺。朱宏伟表示,石墨烯在制备上还有瓶颈,还没有真正稳定、可靠、高质量、高可控的批量制备技术。

  浙江大学微电子学院、信息电子与工程学院副教授林时胜在会上也表示,应该鼓励石墨烯在更高层次方面的应用,石墨烯在光伏材料的应用是未来两年的研究的方向。2013年他的团队开始研究石墨烯/半导体异质器件在太阳能电池和光电探测器方面的应用,从一开始的不发电,到2014年初的1.5%,到年底的15.5%,再到2015年的18.5%,石墨烯太阳能电池转换效率逐步提升。

  在中国石墨烯产业技术创新战略联盟秘书长李义春看来,石墨烯领域基础研究仍然存在问题,基础研究的不足制约了石墨烯在产业应用中更深层次的发展。他表示,应该从高质量的石墨烯制备上下功夫,用单层面更高的石墨烯研发出高质量的产品。

  中国科学院上海硅酸盐研究所副研究员王耀明则表示,石墨烯的发展处于现在处于材料阶段,高质量低成本的石墨烯材料制备对于产业发展很重要,需要注重石墨烯与砷化镓、半导体等材料的相互作用。


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