英國薩里大學(University of Surrey)的研究人員開發(fā)出一種更能有效吸收光與熱的納米級石墨烯薄膜。由于傳統(tǒng)石墨烯的光吸收性較差，這種新開發(fā)的納米薄膜能夠為智能壁紙或其他的物聯(lián)網(wǎng)(IoT)應用供電。
薩里大學先進技術研究所(ATI)采用納米紋理技術(nanotexturing)，在具有紋路的金屬表面生長石墨烯并制成薄膜。相較于傳統(tǒng)的石墨烯，這種石墨烯薄膜可吸收更多90%的光，主要原因就在于其納米圖案紋理，可將光定位于紋理化表面之間的狹小間隔。
軟性的太陽能電池（來源：University of Surrey）
“納米紋理化的石墨烯具有將光線引導至納米結(jié)構之間狹小空間的效果，從而加強了光被材料吸收的量，”該論文的主要作者Jose Anguita表示。“一般的石墨烯通常只有2-3%的光吸收量。利用這種方法，具有納米紋理涂層的超薄石墨烯層數(shù)更少，但可在廣泛的頻譜范圍(從UV到紅外線)吸收約95%的入射光線。”
其靈感就來自飛蛾的眼睛——飛蛾的眼睛是由表面帶有細微紋理的柱狀結(jié)構組成，能讓它們在黑暗的情況下仍清楚看到四周的情況。
“這些細致的紋理能夠捕捉光線并導引至眼睛的中央，使其具有光線不易反射以免被天敵發(fā)現(xiàn)的優(yōu)點，同時也讓他們察覺天敵的所在位置，”ATI負責人兼薩里大學教授Ravi Silva表示，這些石墨烯薄層上的納米圖案就像是飛蛾的眼睛。
ATI的研究人員在《科學進展》(Science Advances)期刊上發(fā)表其研究發(fā)現(xiàn)，并補充說：“我們證實利用這種低溫、非接觸式且大規(guī)模相容的制造方法，能夠在細致的光微機電系統(tǒng)(MEMS)紅外發(fā)射器上生產(chǎn)黑體吸收劑。這種發(fā)展可望為需要納米級光源管理的新式光學元件制造方法鋪路 。
太陽能電池可以用這些石墨烯薄膜涂覆，從而在非常暗淡的光線下采只能量，或安裝在室內(nèi)以便由光或熱產(chǎn)生電力，從而為家中智能電器供電。Silva并補充說，物聯(lián)網(wǎng)感測器與能量采集器也可望從這種涂層的好處中受惠。
“我們對于能夠利用現(xiàn)有光學元件中的材料來提升性能的潛力感到十分振奮，同時也期望未來持續(xù)尋找新的應用，”Silva并補充說，薩里大學的石墨烯中心正尋找合作伙伴共同開發(fā)各種新技術。
這項靈感來自飛蛾“眼睛”的技術是與BAE Systems合作開發(fā)的，研究人員們共同在光學MEMS元件中實現(xiàn)紅外線成像。
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