Com o amadurecimento da tecnologia de células solares de perovskita (PSCs), é altamente desejável desenvolver células solares coloridas para satisfazer os requisitos de fins estéticos em aplicações, incluindo a construção de sistemas fotovoltaicos integrados e eletrônicos vestíveis. A ampla absorção óptica e o grande coeficiente de absorção das perovskitas normalmente levam a células de alta eficiência com cores marrom-escuras. Até agora, duas abordagens representativas foram usadas para obter PSCs coloridos:engenharia de bandgap e cores estruturais. A primeira abordagem geralmente leva a valores de eficiência de conversão de energia (PCE) consideravelmente reduzidos (normalmente menos de 13%) devido à absorção óptica diminuída associada com o bandgap aumentado. A última abordagem aproveita as propriedades ópticas projetadas decorrentes de estruturas padronizadas, permitindo a geração de cores estruturais que são brilhantes e deslumbrantes. Apesar dos grandes esforços dedicados aos PSCs coloridos com eficiências respeitáveis, continua sendo um desafio obter alta eficiência, PSCs coloridos através de design estrutural deliberado.

Matrizes de nanobowl padronizadas 2-D com uma estrutura fotônica notável foram empregadas anteriormente com uma camada de transporte de elétrons (ETL) para fabricar PSCs eficientes, mas os PSCs obtidos mostraram apenas cores escuras ou marrom-escuras, o que pode estar relacionado ao preenchimento total das nanopartículas pela camada de perovskita. Recentemente, O grupo de pesquisa de Limin Qi na Universidade de Pequim desenvolveu uma nova estratégia para preparar PSCs coloridos pela deposição delicada de uma camada fina de perovskita uniforme em NBs agrupados agindo como um ETL estruturado sem comprometer suas propriedades fotônicas. Eles conseguiram usar TiO ₂ Matrizes de NB como um ETL fotônico para integrar com uma camada fina uniforme de CH ₃ NH ₃ PbI _3, alcançar células solares de perovskita coloridas de alta eficiência. Um novo filme precursor cristalino baseado em acetato de chumbo foi preparado através de uma abordagem de aduto ácido base de Lewis, que permitiu a deposição uniforme do filme fino do precursor nas paredes internas do TiO ₂ NBs e subsequente formação de uma camada uniforme de cristais de perovskita de alta qualidade.

As células solares de perovskita fabricadas usando os arranjos de nanobowl herdaram as propriedades fotônicas das estruturas periódicas, mostrando cores vivas dependentes do ângulo sob iluminação leve (Figura 1). Esses PSCs coloridos exibiram um desempenho fotovoltaico notável com uma eficiência máxima de até 16,94% e uma eficiência média de 15,47%, que são maiores do que aqueles para todos os PSCs coloridos relatados até agora. Espera-se que o desempenho dos PSCs coloridos com base nas matrizes de nanobowl possa ser melhorado ainda mais pela manipulação delicada da estrutura de nanoarray padronizada e otimizando os processos de deposição dos filmes de perovskita. Este trabalho pode abrir um novo caminho para células solares de perovskita coloridas de alta eficiência com aplicações promissoras, incluindo a construção de sistemas fotovoltaicos integrados.