應用十：太陽能電池

　　在麻省理工學院的一份學術報告中指出，石墨烯已經(jīng)被視為用于打造第三代太陽能電池的最佳備選材料之一。很巧的是，蘋果公司2013年提交了一份專利申 請，申請內容正是關于在一些設備中搭載太陽能電池的解決方案。“石墨烯良好的電導性能和透光性能，使它在透明電導電極方面有非常好的應用前景。”石墨烯太 陽能技術的光電轉換效率高達60%，是現(xiàn)有多晶硅太陽能技術的2倍。當前市面上的太陽能電池板基本為多晶硅，其光電轉換率為30%左右。

　　與多晶硅不同的是，石墨烯可以作為納米涂層，涂于設備表面，以獲得光電轉換的能力。同時也可以制成柔性、透明的光伏電池板。因此，未來具備太陽能電源的設備將更為小巧和美觀，同時可以不受太陽能電池板本身的影響而改變產(chǎn)品設計。另外，石墨烯可作為柔性能量存儲，將來用于柔性可穿戴設備，柔性智能設備。

　　應用十一：觀察大腦活動

　　一篇刊載在Phys.org上的文章指出，“神經(jīng)信號的電氣監(jiān)控和刺激是研究腦功能的一種唯一可以依靠的技術，而使用光子（photons）而非電子的新興光學技術為神經(jīng)網(wǎng)絡結構的可視化及大腦功能的探索，開啟了新的契機。看明白了吧，電氣和光學技術具有明顯的互補優(yōu)勢，如果能一起使用，就太好了，但難點是：傳統(tǒng)金屬電極技術太厚了，一般大于500nm，光無法穿透！

　　石墨烯有彈性，又柔軟，導電性能又良好，而且無毒。該技術的應用包括神經(jīng)系統(tǒng)、心臟監(jiān)護，甚至是隱形眼鏡（contactlens）。

　　由DARPA的RE-NET計劃所資助開發(fā)的新的石墨烯傳感器技術是可以導電的，且只有4個原子厚，比目前的觸點薄數(shù)百倍（上中）。這種極薄的厚度使幾 乎所有的光可以穿越很寬范圍的波長。放置在一塊與組織形狀相符的柔性塑料里襯上之傳感器（下方）是概念驗證工具的一部分，它展示出了更小、更具透光性的觸 點，且可同時使用電氣和光學方法來對神經(jīng)組織進行測量與刺激（右上）。數(shù)據(jù)源：DARPA。

　　盡管在電子半導體行業(yè)有著眾多有前景的應用，但石墨烯的規(guī)模化之前一切還不現(xiàn)實。

　　1、目前制備石墨烯極其困難是學界共識

　　在回答這個問題之前，我們先來看看究竟什么是石墨烯。 2004年，英國曼徹斯特大學的安德烈？蓋姆和康斯坦丁？諾沃肖洛夫從石墨薄片中剝離出了石墨烯，他們二人因此榮獲2010年諾貝爾物理學獎。這里的石墨 烯，是由單層碳原子層構成的蜂窩狀晶格二維原子晶體，理論厚度僅為0.34納米，其具有優(yōu)異的電學、熱傳導、阻隔性等材料性能，因此其在電池領域的應用被 很多人看好，稱之為“材料之王”。

　　英國曼徹斯特大學的安德烈？蓋姆和康斯坦丁？諾沃肖洛夫從石墨薄片中剝離出了石墨烯，他們二人因此榮獲2010年諾貝爾物理學獎

　　但實際上，學術界一直對石墨烯有個共同的看法，即目前制造石墨烯的成本過高并且技術方面并不完善，若要實現(xiàn)工業(yè)化應用現(xiàn)在還存在很大的困難。

　　比 如要想獲得電學和機械性能都最佳的石墨烯樣品，依然需要依靠最費時費力費錢的手段——機械剝離法，即用膠帶粘到石墨上，手工把石墨烯離析出來。2004年 諾沃肖洛夫他們就是這么制備出石墨烯的。盡管所需的設備和技術含量看起來都很低，但問題是成功率更低，弄點兒樣品做研究還可以，要是進行工業(yè)化生產(chǎn)，這樣 的手段毫無用途，就是掌握了全世界的石墨礦也沒有任何商業(yè)價值。

　　2、號稱能量產(chǎn)的多為石墨微片或畸形圓環(huán)，并非真正的石墨烯

　　經(jīng) 過這些年的努力，盡管科學家們找到了一些能夠增加產(chǎn)量、又能夠降低成本的石墨烯制造方法，但是迄今為止還沒有真的能適合工業(yè)化低成本大規(guī)模推廣生產(chǎn)的技 術。一些廠家宣稱可以量產(chǎn)百噸級別的石墨烯，其實量產(chǎn)出來的根本就不是真正的石墨烯物質。得到的除了單層的石墨烯，還有兩層的、三層的甚至更多層數(shù)的石墨 微片。

　　在另外一個方面，就是用一些新的生產(chǎn)方法得到大量的單層的石墨烯，雖然一片石墨烯的中央部分是完美的六元環(huán)，但在邊緣部分往往會被打 亂，成為五元環(huán)或七元環(huán)。如果制成石墨烯產(chǎn)品，這些畸形環(huán)不但分布在邊緣，還存在于每“一片”在做出來的石墨烯內部，成為結構弱點、容易斷裂。

　　中國科學院院士、中國科學院物理研究所研究員高鴻鈞說，在實際應用中，只有沒有任何缺陷的石墨烯才具備強大特性。否則，整個石墨烯產(chǎn)品的強度要被大幅削弱。而事實上，也正是這樣的障礙，真正意義上的石墨烯電池大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)目前為時尚早。

　　北京有色金屬研究總院高級工程師、清華大學博士劉冠偉在接受北京科技報采訪時表示，即便是現(xiàn)在有企業(yè)宣稱有新的石墨烯產(chǎn)品問世了，石墨烯在這種產(chǎn)品中也多是扮演添加劑的角色，其在電池領域也不例外。

　　上海交通大學微納科學與技術研究院研究員、博士生導師魏良明主要從事新一代高性能鋰離子電池/超級電容器以及傳感器的研究，他說，現(xiàn)在石墨烯作為單一的產(chǎn)品 還未有應用突破，在東旭光電宣稱的世界首款石墨烯基鋰離子電池產(chǎn)品中，石墨烯在其中僅僅是導電或者是電極嵌鋰的復合材料。