據(jù)研究人員介紹，石墨烯材料摻雜處理所用的物質(zhì)為三氟甲基磺酰胺（簡(jiǎn)稱TFSA），摻雜后的石墨烯太陽能電池的能量轉(zhuǎn)化率高達(dá)8.6%，創(chuàng)造了石墨烯太陽能電池能量轉(zhuǎn)換的紀(jì)錄。他們的研究成果刊登在《納米通信》網(wǎng)站上。
研究生繆曉常（英譯）在分析能量轉(zhuǎn)化率提高的原因時(shí)表示，摻雜導(dǎo)致石墨烯薄膜導(dǎo)電能力更強(qiáng)同時(shí)提高了電池內(nèi)的電位，這讓石墨烯太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率更高。同過去人們嘗試的摻雜物相比，新的摻雜物TFSA性能穩(wěn)定，即作用持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。繆曉常和同事在實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的摻雜石墨烯太陽能電池為鑲有金邊的5毫米見方的小窗，小窗由硅材料表面鍍單層石墨烯組成。
石墨烯和硅結(jié)合時(shí)形成了電子單向?qū)ǖ男ぬ鼗Y(jié)，在光照時(shí)，它是石墨烯太陽能電池中實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的區(qū)域。肖特基結(jié)通常由半導(dǎo)體表面鍍金屬而成，但是佛羅里達(dá)大學(xué)生物和工程納米學(xué)研究所2011年發(fā)現(xiàn)，石墨烯材料能夠代替金屬與半導(dǎo)體形成肖特基結(jié)。
佛羅里達(dá)大學(xué)著名物理學(xué)教授亞瑟·赫巴德說，與普通金屬不同，石墨烯是透明和柔性材料，它具有極大的潛力成為太陽能電池的重要組成部分。人們希望在未來，太陽能電池能夠用于建筑外部和其他產(chǎn)品中。他同時(shí)認(rèn)為，石墨烯太陽能電池的能量轉(zhuǎn)化率能夠通過如此簡(jiǎn)單且廉價(jià)的處理方法得以提高，展現(xiàn)了其光明前景。
研究人員表示，如果石墨烯太陽能電池的能量轉(zhuǎn)化率達(dá)到10%，且保持生產(chǎn)成本足夠低，那么它們將成為市場(chǎng)上有力的競(jìng)爭(zhēng)者。
佛羅里達(dá)大學(xué)目前研發(fā)的石墨烯太陽能電池樣品的基底是硅半導(dǎo)體材料，用于大規(guī)模產(chǎn)品生產(chǎn)并不經(jīng)濟(jì)。不過，赫巴德表示，他看好將摻雜石墨烯與更廉價(jià)、更具有柔性的基底材料相結(jié)合，這些基底材料包括全球眾多實(shí)驗(yàn)室正在開發(fā)的高分子膜。
總編輯圈點(diǎn)
石墨烯及其衍生物的研究已廣為人知。本研究通過新的技術(shù)工藝，不僅造就了迄今最高效的石墨烯基太陽能電池，也指出了一個(gè)重要的研究方向，并描繪了一幅非常誘人的應(yīng)用前景。我們相信，這只是一個(gè)起點(diǎn)，石墨烯很快會(huì)成為一種充滿無限可能的革命性材料：除了已經(jīng)在研究中的太陽能電池、超薄防彈衣、天文望遠(yuǎn)鏡、高強(qiáng)度航空材料、高性能儲(chǔ)能和傳感器材料等，還有更富想象力的太空電梯。當(dāng)然，前提還是基礎(chǔ)研究的進(jìn)一步深入。
