Недавно опубликованное исследование показывает, что графен является весьма эффективным материалом в роли преобразователя света в электричество. Графен может преобразовывать один поглощенный фотон в нескольких горячих электронов, и чем выше энергия фотона, тем большее количество горячих электронов создается.

Длинный список из удивительных свойств графена пополнили авторы исследования из ICFO в сотрудничестве с исследователями из Массачусетского технологического института, Института Макса Планка по исследованиям полимерных материалов. В работе показано, что светоиндуцированные электроны, которые были получены после поглощения фотона, вызывают электрический ток. Кроме того, сочетание возможностей по поглощения широкого спектра излучения и умножения горячих электронов позволяет графену эффективно преобразовывать световую энергию от полного солнечного спектра в электроэнергию.

Эксперимент проводился с помощью метода зондированной накачки со сверхвысоким временным разрешением. Исследователи облучили однослойный графен известным числом фотонов заданной энергии, и измерили полученное распределение горячих электронов терагерцовым импульсом. Они обнаружили, что фотоны более высоких энергий приводит к росту числа горячих электронов. Линейное соотношение числа горячих электронов с энергией фотонов показывает, что графен преобразовывает световую энергию в электричество с очень высокой эффективностью.

«Было известно, что графен способен поглощать широкий спектр светового излучения. Однако теперь мы знаем, что после того, как материал поглотил свет, коэффициент преобразования энергии очень высок. Нашей следующей задачей будет найти способы извлечения электрического тока и способы повышения степени поглощения графена. Тогда мы сможем разработать устройства на основе графена, которые смогут эффективно использовать энергию солнца».