p Os absorvedores de silício convertem principalmente a porção vermelha do espectro solar de forma muito eficaz em energia elétrica, enquanto as porções azuis são parcialmente perdidas como calor. Para reduzir essa perda, a célula de silício pode ser combinada com uma célula solar adicional que converte principalmente as porções azuis. p As equipes do HZB já adquiriram ampla experiência com esses tipos de células tandem. Um complemento particularmente eficaz para o silício convencional é o material híbrido chamado perovskita. Ele tem um gap de 1,6 elétron-volts com componentes orgânicos e inorgânicos. Contudo, é muito difícil fornecer à camada de perovskita um contato frontal transparente. Embora a deposição catódica de óxido de índio e estanho (ITO) seja uma prática comum para células solares de silício inorgânico, esta técnica destrói os componentes orgânicos de uma célula perovskita.

p Agora, um grupo liderado pelo Prof. Norbert Nickel apresentou uma nova solução. O Dr. Marc Gluba e o estudante de doutorado Felix Lang desenvolveram um processo para cobrir a camada de perovskita uniformemente com grafeno. O grafeno consiste em átomos de carbono que se organizaram em uma estrutura em favo de mel bidimensional, formando uma película extremamente fina, altamente condutora e transparente.

p Como primeiro passo, os cientistas promovem o crescimento do grafeno em folha de cobre a partir de uma atmosfera de metano a cerca de 1000 graus Celsius. Para as etapas subsequentes, eles estabilizam a camada frágil com um polímero que protege o grafeno de rachaduras. Na etapa seguinte, Felix Lang grava a folha de cobre. Isso permite que ele transfira o filme de grafeno protegido para a perovskita. "Isso normalmente é feito na água. O filme de grafeno flutua na superfície e é pescado pela célula solar, por assim dizer. Contudo, neste caso, esta técnica não funciona, porque o desempenho da perovskita se degrada com a umidade. Portanto, tivemos que encontrar outro líquido que não ataque a perovskita, ainda é tão semelhante à água quanto possível ", explica Gluba.

p Medições subsequentes mostraram que a camada de grafeno é um contato frontal ideal em vários aspectos. Graças à sua alta transparência, nenhuma energia da luz solar é perdida nesta camada. Mas a principal vantagem é que não há perdas de tensão em circuito aberto, que são comumente observados para camadas de ITO pulverizadas. Isso aumenta a eficiência geral de conversão. "Esta solução é comparativamente simples e barata de implementar", diz Nickel. "Pela primeira vez, conseguimos implementar o grafeno em uma célula solar de perovskita. Isso nos permitiu construir um dispositivo tandem de alta eficiência. "