染料敏化太陽能電池具有穩(wěn)定性好、理論效率高、工藝簡單、生產過程環(huán)境友好等特點，被認為是眾多新型太陽能電池技術中最有前途的一種。以它為基礎的柔性太陽能電池因柔性好、質量輕、易大面積生產，更是近年來研究的一大熱點。但在大規(guī)模推廣和應用前，該技術還有諸多障礙需要掃清。貴金屬鉑便是其中之一。雖然鉑在染料敏化太陽能電池的制造中用量不多，但其每盎司1500美元的價格還是在一定程度上推高了最終產品的售價，為大面積推廣增加了難度。
為此，負責此項研究的美國密歇根理工大學材料與工程學院教授胡云航（音譯）團隊，專門研制出了一種能夠取代鉑的新材料，研究人員稱其為蜂窩狀3D石墨烯。為制造出這種具有獨特結構的石墨烯材料，胡云航團隊讓氧化鋰與一氧化碳發(fā)生化學反應，從而生成一種碳酸鋰（Li2CO3）和蜂窩狀石墨烯的混合物質。而后，再用酸將整個結構中的碳酸鋰粒子去除，留下蜂窩狀石墨烯。
研究人員發(fā)現(xiàn)，這種蜂窩狀3D石墨烯具有優(yōu)良的導電性能，催化活性高，在能量存儲和轉化方面極具潛力。為證實猜想，他們將染料敏化太陽能電池中的鉑電極換成了蜂窩狀3D石墨烯電極。在同樣的日照條件下的實測結果顯示，采用新材料的太陽能電池光電轉化效率達7.8%，與使用鉑的普通染料敏化太陽能電池的8%極為接近。
胡云航說，合成這種蜂窩狀3D石墨烯既不困難也不昂貴，是制造陰極的理想材料。今后還將繼續(xù)研究，以期進一步提高性能。
總編輯圈點
萬能材料非碳莫屬，尤其在石墨烯發(fā)明后。碳元素主導了多姿多彩的生命界還不夠，還想做人工制品的主角——“管你貴金屬，賤金屬，貴或不貴的非金屬，統(tǒng)統(tǒng)下崗”。請看，聲、光、電、力領域前沿的希望之星全是碳材料：碳纖維聲膜、石墨烯光敏件、碳基集成電路、石墨烯超級纖維。如果我們的未來世界真的依賴碳質機器，有一點可以放心：不像黃金和白金，烏金是彌漫天地，采擷不盡的。
