پژوهشگران روشی برای تولید گرافن عامل دار ارائه کردند که در آن با استفاده از گرافیت و سورفاکتانت گرافن تولید میشود. برای این که گرافنها دارای قدرت انتقال الکترونی بالاتر شناسایی شوند، این گروه تحقیقاتی از دستهای از رنگها استفاده کردند.
مواد گرافنی هیبریدی جدید برای استفاده در پیلهای خورشیدی
پژوهشگران روشی برای تولید گرافن عامل دار ارائه کردند که در آن با استفاده از گرافیت و سورفاکتانت گرافن تولید میشود. برای این که گرافنها دارای قدرت انتقال الکترونی بالاتر شناسایی شوند، این گروه تحقیقاتی از دستهای از رنگها استفاده کردند.
حرکت بسیار سریع الکترون در گرافن که تحت شرایط خاصی ۱۰۰ برابر بیشتر از حرکت در سیلیکون است بههمراه استحکام بالای آن و شفافیت این ماده موجب شده است که گرافن بهعنوان مادهای ایدهآل برای استفاده در پیلهای فتوولتاییک شود. همچنین این ماده میتواند جایگزین اکسید قلع ایندیوم در الکترودهای شفاف موجود در ال سی دیها، پیلهای خورشیدی، آی پاد و صفحات لمسی شود.
تحقیقات اخیر دانشمندان نشان میدهد که برای استفاده از تمام پتانسیلهای این ماده لازم است که گرافن تقویت شود. چالش پیش رو، یافتن روش تولید مناسب برای تولید گرافن با کیفیت بالا است که توانایی انتقال بار آن بالا باشد.
در مقالهای که اخیرا یک تیم تحقیقاتی اسپانیایی-آلمانی در نشریه Angewandte Chemie International Edition به چاپ رسانده است، روش شیمیایی برای تولید گرافن عاملدار غیرکووالانسی ارائه کرده است که از گرافیت، گرافن تولید کردهاند.
جنی مالیگ، از دانشگاه فردریچ الکساندر، میگوید تاکنون برای تولید اکسید گرافن عاملدار غیرکووالانسی، از برهمکنش اکسید گرافن با مولکولهای فعال نوری در شرایط بسیار سخت استفاده میشده است، که این مستلزم اعمال شرایط احیاء بسیار سخت روی گرافن بوده است. مزیت این روش آن است که ما با استفاده از اولتراسونیک و سورفاکتانت، گرافیت را لایه برداری میکنیم.
جنی مالیگ و همکاران اسپانیاییاش از دانشگاه اتونوما د مادرید، از سورفاکتانتهای پی، نظیر پیرلین آمفیفیلیک یا رنگ پیرن که در حال حاضر برای پایدار کردن ورقههای گرافن استفاده میشود، بهره جستند. او میگوید، زدودن لایههای گرافن از گرافیت با استفاده از سورفاکتانتها انجام شده است. جنی مالیگ میافزاید در پی موفق بودن این کار، ما از مولکولهای بسیار پیچیده مانند الیگومرهای پدالوسیانین استفاده کردیم که قبلا استفاده نشده بود.
در این کار از دانش موجود در مقاله:
Tuning and optimizing the intrinsic interactions between phthalocyanine-based PPV oligomers and single-wall carbon nanotubes toward n-type/p-type
که در حوزه نانولولههای کربنی است، استفاده شد. البته پیچیدگیها در گرافن بسیار بیشتر از نانولولههای کربنی است زیرا ویژگیهای فتوفیزیکی این نانوهیبریدها چالش برانگیز است. برخلاف نانولولههای کربنی عاملدار غیرکووالانسی، گرافن در ناحیه نور مرئی هیچگونه انتقال نوری قابل توجهی از خود نشان نمیدهد. که این موضوع محدودیتی برای این روش محسوب میشود.
برای حل این مشکل محققان از یک رنگ برای انتقال الکترون به ورقه گرافن استفاده کردند. با این نوع رنگها میتوان فهمید که آیا گرافن پتانسیل دهندگی الکترون را دارا هست. با این کار گرافنی که توانایی انتقال بار بالایی دارد قابل شناسایی خواهد بود.
