太阳能作为一种清洁环保的新能源，如今被越来越多地应用在人们的日常生产生活中，由于目前已开发的太阳能电池都需要将光能转化为电能发电，而在光线较暗的条件下（例如下雨），太阳能电池只能产生极少量的电，因此并不适宜在雨量丰沛的地区广泛使用。
多年来，如何让太阳能发电技术摆脱天气因素制约，成为很多科研工作者努力的方向。近日，中国海洋大学唐群委教授带领他的研发团队成功利用石墨烯辅助太阳能电池，有望实现在下雨天也能发电。
唐群委和团队成员正在研发一种以石墨烯为材料的新型太阳能电池，可以在雨天实现持续发电。“越是空气污染严重的地区以及在酸雨环境下，雨水中充满了各种高浓度离子，越能使这种电池板在雨天的发电效率提高。”
唐群委介绍，目前的光伏（即太阳能光伏发电系统的简称）技术研发领域中，面对如何提高太阳能电池发电效率这个问题，人们的思路大多只限于如何更高效地利用、转化太阳光。“就在一两年前，我们想到能否利用其他材料结合太阳能发电技术来提高发电效率呢？”去年，他和团队成员看到一篇国内研究者撰写的论文，文中阐述了盐水与石墨烯结合能产生电信号这一现象，这给他和团队以启发——能否借助石墨烯材料来提高太阳能电池的发电效率呢？
石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的晶体。2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫成功从石墨中分离出石墨烯，并证实它可以单独存在，两人也因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯是一种既薄又强韧的材料，且有很好的弹性，拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。可以说，石墨烯是目前自然界最薄、强度最高的材料，
“和盐水相似，雨滴并不是纯净水，雨水中有钠、钙、铵等离子，与石墨烯结合也会产生电信号。”唐群委说，他和团队成员正在研发一种以石墨烯为材料的新型太阳能电池，可以在雨天实现持续发电。“值得一提的是，越是空气污染严重的地区以及在酸雨环境下，雨水中充满了各种高浓度离子，越能使这种电池板在雨天的发电效率提高。”他说。
“一滴雨产生的电量微乎其微，我们这项技术最大的价值在于改变传统思路，在提高太阳能电池发电效能方面找到一种全新的方式，对于这项课题的发展是很有意义的。”
现今市场上的单晶硅太阳能电池平均发电效率约为15%，多晶硅太阳能电池的效率已达26%以上，而这种以石墨烯为材料的新型太阳能电池在实验室实现了大约100微伏/滴的电压和0.5微安/滴的电流输出，以及6.53%的光电转换效率。不过，这项技术尚在研发阶段，距离投入实际应用还有一段路要走。
谈到这项技术，唐群委评价：“实际上，一滴雨产生的电量微乎其微，我们这项技术最大的价值在于改变传统思路，在提高太阳能电池发电效能方面找到一种全新的方式，对于这项课题的发展是很有意义的。”
在研发阶段，唐群委说最大的困难在于石墨烯材料与太阳能电池板二者如何组合，“石墨烯材料的透光性很好，透光率约为95%，但是，如果将石墨烯覆盖在太阳能电池上却会出现一个问题——虽然这种方式在下雨天提高了太阳能电池的发电效能，可在晴天，石墨烯会过滤掉5%的阳光，反而降低了太阳能电池板的发电效率，这并不是一种经济的组合方式。”他说，如今，他们想到的方法是将石墨烯覆盖在太阳能电池背面，到了雨天，电池自动翻转过来，实现雨天发电。对此，他补充道，这个设计设想还有待于未来不断优化。
目前，石墨烯材料的价格极为昂贵，面积为两厘米见方的单层石墨烯薄膜约3000元，如果将其铺满整个太阳能电池板，将是一个惊人的价格。针对这个问题，唐群委和他的研发团队正在探索成本更低、雨天发电效能更好的替代材料，希望有朝一日，普通百姓也能用上这种新型的太阳能电池板。
唐群委说，随着技术发展，未来的太阳能电池板将不再笨重，而变得柔软、轻薄，到那时，可以将其覆盖在建筑物的外墙上，并与石墨烯或其替代材料相结合，那么，我们居住的房子也能发电，“海水永远是流动的，如果在海堤上使用相似的技术，借助海水流动发电，那么这些电能就能惠及在海岸线周围生活的人们。”
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