020-00000000 一、透明电极材料
首先, 大部分结果表明以石墨烯作为透光电极的太阳能电池光电转化效率都在一定程度上低于以 ITO/FTO 作为透光电极的太阳能电池。主要原因在于目前采用各种方法制备的石墨烯透光薄膜的薄层电阻较高, 从而影响了整个光电池的效率。 所以需要进一步改善石墨烯薄膜的制备方法, 得到均匀的、导电性能更好的石墨烯薄膜, 以求在降低成本的同时, 提高太阳能电池光电转换效 率。
其次, 石墨烯作为透光电极时, 也是一种与太阳能电池其它部分直接接触的界面材料。 如在 DSSC 中, 石墨烯薄膜作为透光导电极与电解质及染料接触; 在异质结电池中, 石墨烯与其它半导体材料接触。因此, 石墨烯材料表面结构及 性质也一定程度上影响了太阳能电池整体电性能的表现。 当石墨烯作为 DSSC 透光电极时, 不同电解质与石墨烯相互作用和匹配的程度不尽相同, 进而表现出不同的电池转换效率。则研究了石墨烯作为DSSC 透光电极时, 不同氧化还原 对与功能化石墨烯的匹配程度不同。 在未来的研究中, 在关注改进石墨烯薄膜 制备方法的同时, 也应该关注石墨烯作为太阳能电池的一部分与电池其它部分 的匹配和适应情况。
二、电池光阳极材料
石墨烯材料因其优异的电学性能, 也被应用到各类太阳能电池的光阳极, 如异质结太阳能电池及 DSSC 等, 旨在通过引入石墨烯提高光电转换效率,降低生产成本。
通过对石墨烯与太阳能电池光阳极材料中的充分利用，将有效的增强电子的传输速度，进一步降低电子之间的复合，从而实现光阳极对于染料的吸附能力， 提高 DSSC 的综合光电转换效率。部分相关学者选择通过低温互凝结的方式促进石墨烯与 TiO2 的符合，发现在二者的比例为 1 比 20 的状态下，复合的效果 相对较好。在使用此状态下的复合物作为光阳极的 DSSC 的效率更高于其他复合物的效率。另外，还有专家学者将不同含量的石墨烯与 TiO2 粉末进行混合， 并用其溶液以旋转涂覆方式覆盖到 ITO 的玻璃上，以制备出光阳极。结果发现当石墨烯的含量为百分之一的状态下，太阳能电池的综合效率达到最高值。
三、电子和空穴传输材料
石墨烯可应用于太阳能电池受体材料该受体材料主要指 OPSC。作为混合性的异质结电池，OPSC 内部的电子给体材料会产生相应的激子，从而产生电子与空穴在两个电极上的电流，而电子受体材料大部分是用于在电子分离和传输的过程中。在应用的过程中，将光入射到给体的材料之上，材料会受到光线激发而产生激子，电子空穴对逐渐迁移到给体材料，并与石墨烯的受体材料进行结合， 而电子转移到石墨烯受体材料的 LUMO 能级，空穴则会保留在 HOMO 能级上,实现电子和空穴的基本分离。
而电子在石墨烯受体材料当中的不断迁移，最终会传导到负极上。电子空穴对分离后，空穴则会通过导电聚合物传输到正电极的基本表面，这时由于空穴和 电子分别被正负极所收集，产生了相应的电势差，从而实现了光生伏特效应。
与此同时，由于表面接枝官能团的主要途径虽然在一定程度上实现了石墨烯的分散性提升，但过多的官能团会导致石墨烯的分子结构以及其电能性质受到一定程度的影响。
