p O Dr. Marc Gluba e o Professor Dr. Norbert Nickel do HZB Institute for Silicon Photovoltaics mostraram que o grafeno retém seu impressionante conjunto de propriedades quando é revestido com uma fina película de silício. Essas descobertas abriram caminho para possibilidades inteiramente novas de uso em fotovoltaicos de filme fino. p O grafeno tem condutividade extrema e é completamente transparente, sendo barato e não tóxico. Isso o torna um material candidato perfeito para camadas de contato transparentes para uso em células solares para conduzir eletricidade sem reduzir a quantidade de luz que entra - pelo menos em teoria. Se isso é verdade ou não em um cenário do mundo real é questionável, pois não existe algo como grafeno "ideal" - uma flutuação livre, estrutura plana em forma de favo de mel consistindo em uma única camada de átomos de carbono:as interações com camadas adjacentes podem alterar as propriedades do grafeno dramaticamente.

p "Examinamos como as propriedades condutoras do grafeno mudam se ele for incorporado a uma pilha de camadas semelhantes a uma célula solar de filme fino à base de silício e ficamos surpresos ao descobrir que essas propriedades realmente mudam muito pouco, "Marc Gluba explica. Para isso, eles cultivaram grafeno em uma fina folha de cobre, em seguida transferiu para um substrato de vidro, e finalmente cobriu-o com uma fina película de silício. Eles examinaram duas versões diferentes que são comumente usadas em tecnologias convencionais de filme fino de silício:uma amostra continha uma camada de silício amorfa, em que os átomos de silício estão em um estado desordenado semelhante a um vidro derretido endurecido; a outra amostra continha silício policristalino para ajudá-los a observar os efeitos de um processo de cristalização padrão nas propriedades do grafeno.

p Mesmo que a morfologia da camada superior tenha mudado completamente como resultado do aquecimento a uma temperatura de várias centenas de graus C, o grafeno ainda é detectável. "Isso é algo que não esperávamos encontrar, mas nossos resultados demonstram que o grafeno permanece grafeno, mesmo se for revestido com silício, "diz Norbert Nickel.

p Suas medições de mobilidade de portadores usando o efeito Hall mostraram que a mobilidade de portadores de carga dentro da camada de grafeno embutida é cerca de 30 vezes maior do que a das camadas de contato convencionais à base de óxido de zinco. Diz Gluba:"Admitidamente, tem sido um verdadeiro desafio conectar esta fina camada de contato, que tem apenas uma camada atômica de espessura, para contatos externos. Ainda estamos tendo que trabalhar nisso. ”Acrescenta Níquel:“ Nossos colegas de tecnologia de filme fino já estão apurando seus ouvidos e querendo incorporá-lo. ”Os pesquisadores obtiveram suas medições em amostras de um centímetro quadrado, embora na prática seja possível revestir áreas muito maiores do que com grafeno.

p Este trabalho foi publicado recentemente em Cartas de Física Aplicada Vol. 103, 073102 (2013).