Vědci odhalují nové vlastnosti grafenu, sloužit by mohl i k výrobě průhledných solárních panelů

Přestože je grafen v podstatě další formou obyčejného uhlíku, díky svým unikátním vlastnostem je často označován za materiál budoucnosti. Mezinárodní tým vědců nyní objevil další z vlastností tohoto materiálu, která mu umožňuje přeměňovat dopadající světlo na elektrickou energii. Díky své tloušťce pouhého jednoho atomu je grafen rovněž téměř zcela průhledný, a mohl by tak být využit pro výrobu v podstatě průhledných solárních článků, například pro aplikaci v oknech.

Grafen je podobně jako grafit uhlík uspořádaný pomocí vzájemných vazeb do šestiúhelníků, avšak atomy jsou uspořádány pouze do jediné vrstvy. Díky tomuto uspořádání vykazuje grafen zvláštní vlastnosti, díky kterým by mohl sloužit například jako materiál pro výrobu elektrod pro moderní baterie nebo my mohl nalézt uplatnění i na poli supravodivosti.

Mezinárodní tým vědců nyní zaměřil svou pozornost na další z vlastností grafenu, a to jeho reakci na dopadající záření. Vědcům se podařilo vyrobit čistý grafen bez jakýchkoliv nečistot, který vytvarovali a pospojovali do různých geometrických útvarů od úzkých proužků a křížů po velké obdélníky. Vědci poté zjistili, že když osvítí zúžené oblasti, například proužky spojující větší grafenové obrazce, začne se v nich indukovat proud.

Většina zařízení sloužících k přeměně světla, či jiného záření, na elektrickou energii využívá různé polovodiče s P-N přechody. V případě grafenu je ale situace poněkud odlišná.

„V grafenu se ale všechno mění. Zjistili jsme, že fotoproudy se mohou v čistém grafenu vyskytovat za zvláštní podmínky, kdy celý list grafenu neobsahuje vůbec žádný volný náboj. Vytváření fotoproudu nevyžaduje speciální přechody a může být řízeno překvapivě zcela jednoduše tvarováním grafenových listů do nezvyklých konfigurací od lineárních polí podobných žebříkům přes úzké obdélníky po zúžené okraje,“ říká spoluvedoucí projektu Nathaniel Gabor z University of California, Riverside.

Zařízení na přeměnu světla na elektřinu vytvořené vědci má tloušťku pouhého jediného atomu, a může tak být dle Gabora využito na výrobu polopropustných zařízení. Ta se mohou uplatnit například jako integrované solární články v oknech, nebo mohou být využita v kombinaci s běžnými solárními panely pro zvýšení jejich účinnosti.

„Veškeré toto chování vychází z unikátní struktury grafenu. V tomto „úžasném materiálu“ se světelná energie účinně přeměňuje na elektrickou energii, která může být následně přenášena uvnitř materiálu přes pozoruhodně dlouhé vzdálenosti,“ dodává Nathaniel Gabor.