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一種高質量、高原子厚度的新方法可能會帶來了超輕、柔性的太陽能電池，以及新的發光器件和其他薄膜電子產品。
麻省理工學院開發的新製造工藝應易於擴大工業生產規模，他包含一個中間「緩衝」材料層，這是成功技術的關鍵。緩衝層可以方便地將厚度小於1納米（十億分之一米）的超薄石墨烯薄板從基板上提起，從而實現快速的逐卷製造。
在發表在《Advanced Functional Materials》上的一篇文章論文中，作者是博士後GiovanniAzzellino和MahdiTavakoli，教授是JingKong，TomasPalacios和Markus。
近年來，薄膜電子學的主要目標是尋找一種能夠在開放環境中穩定工作的大面積、薄而透明的電極，他們被用於光電器件的各種應用中，這些設備不僅可以發光，如電腦和智慧型手機屏幕，還可以收集光，如太陽能電池。如今這種應用的標準是氧化銦錫（ITO），一種基於稀有昂貴化學元素的材料。
許多研究小組正試圖尋找替代ITO的方法，重點關注有機和無機候選材料。石墨烯是純碳的一種形式，他的原子排列成一個扁平的六邊形陣列，他具有優良的電氣和機械性能，他的厚度很薄，有物理彈性，他是由價廉物美的材料製成的。此外，正如Kong團隊所證明的那樣，他可以通過化學氣相沉積（CVD）以銅為種子層很容易地生長成一個大的片狀。然而對於設備應用來說，最困難的部分是找到一種方法從其原生銅基片上釋放出石墨烯生長的CVD。
這種被稱為石墨烯的轉移過程的釋放通常會導致薄膜中的網絡撕裂、褶皺和缺陷，從而破壞薄膜的連續性，從而大大降低其導電性。Azzellino說：「現在有了新技術，我們可以可靠地製造大面積的石墨烯片，把他們轉移到我們想要的任何基底上，轉移的方式不會影響原始石墨烯片的電性能和機械性能。"
關鍵是緩衝層，他是由一種叫做對二甲苯的聚合物材料構成的，他的原子級與部署在他上面的石墨烯塊一致。與石墨烯一樣，對二甲苯也是通過CVD產生的，這簡化了製造過程和可擴展性。
作為這項技術的示範，研究小組製作了一個概念驗證用的太陽能電池，使用薄膜聚合物太陽能電池材料，以及新形成的石墨烯層作為電池的兩個電極之一，以及對二甲苯層作為器件基板。他們測量了石墨烯薄膜在可見光下的透射率接近90%。
與基於ITO的最新設備相比，基於石墨烯的太陽能電池樣機的單位重量輸出功率增加了約36倍。他的單位面積材料也是透明電極的1/200。此外，與ITO相比，石墨烯有一個基本優勢：石墨烯幾乎是免費的，Azzellino。
他說：「基於石墨烯的超輕設備可以用於新一代的應用鋪平道路」。「因此如果你考慮可攜式設備，單位重量的功率將成為一個非常重要的數字。如果我們能在你的平板電腦上部署一個透明的太陽能電池來為平板電腦本身供電呢？雖然還需要進一步的開發，但這種應用程式最終應該通過新方法。"
緩衝器材料對二甲苯廣泛應用於微電子工業中，通常用於電子設備的封裝和保護。因此使用這種材料的供應鏈和設備已經變得非常普遍，Azzellino。在現有的三個對二甲苯中，團隊的測試表明，其中一個有更多的多氯原子對二甲苯對於這個應用程式來說是最有效的。
當每一層石墨烯夾有在一起時，富氯的對二甲苯在靠近底層石墨烯的原子上具有進一步的優勢，這為石墨烯提供了一種「摻雜」，最後為大面積石墨烯的導電性改善提供了一種更可靠、無損的方法，這與其他許多方法不同到目前為止已經被測試和報導過。
「石墨烯和對二甲苯膠片總是面對面，」說Azzellino。「所以基本上，興奮劑總是存在的，所以優勢是永久性。"
論文的標題是《Synergistic RolltoRoll Transfer and Doping of CVDGraphene Using Parylene for AmbientStable and UltraLightweight Photovoltaics》。