据物理学家组织网8月21日(北京时间)报道，美国密歇根理工大学科学家宣称，他们开发出一种低成本阴极材料，能够取代此前在染料敏化太阳能电池生产中所必须的贵金属铂。相关研究在线发表在科技期刊《应用化学(国际版)》上。
染料敏化太阳能电池具有稳定性好、理论效率高、工艺简单、生产过程环境友好等特点，被认为是众多新型太阳能电池技术中最有前途的一种。以它为基础的柔性太阳能电池因柔性好、质量轻、易大面积生产，更是近年来研究的一大热点。但在大规模推广和应用前，该技术还有诸多障碍需要扫清。贵金属铂便是其中之一。虽然铂在染料敏化太阳能电池的制造中用量不多，但其每盎司1500美元的价格还是在一定程度上推高了最终产品的售价，为大面积推广增加了难度。
为此，负责此项研究的美国密歇根理工大学材料与工程学院教授胡云航(音译)团队，专门研制出了一种能够取代铂的新材料，研究人员称其为蜂窝状3D石墨烯。为制造出这种具有独特结构的石墨烯材料，胡云航团队让氧化锂与一氧化碳发生化学反应，从而生成一种碳酸锂(Li2CO3)和蜂窝状石墨烯的混合物质。而后，再用酸将整个结构中的碳酸锂粒子去除，留下蜂窝状石墨烯。
研究人员发现，这种蜂窝状3D石墨烯具有优良的导电性能，催化活性高，在能量存储和转化方面极具潜力。为证实猜想，他们将染料敏化太阳能电池中的铂电极换成了蜂窝状3D石墨烯电极。在同样的日照条件下的实测结果显示，采用新材料的太阳能电池光电转化效率达7.8%，与使用铂的普通染料敏化太阳能电池的8%极为接近。
胡云航说，合成这种蜂窝状3D石墨烯既不困难也不昂贵，是制造阴极的理想材料。今后还将继续研究，以期进一步提高性能。
总编辑圈点
万能材料非碳莫属，尤其在石墨烯发明后。碳元素主导了多姿多彩的生命界还不够，还想做人工制品的主角——“管你贵金属，贱金属，贵或不贵的非金属，统统下岗”。请看，声、光、电、力领域前沿的希望之星全是碳材料：碳纤维声膜、石墨烯光敏件、碳基集成电路、石墨烯超级纤维。如果我们的未来世界真的依赖碳质机器，有一点可以放心：不像黄金和白金，乌金是弥漫天地，采撷不尽的。 (记者王小龙)
