p Grafeno, uma folha de carbono com um átomo de espessura que é extremamente forte e conduz bem a eletricidade, é o material mais fino já feito. Os pesquisadores acreditam que ele poderia ser usado como um eletrodo transparente em células fotovoltaicas, substituindo uma camada de óxido de índio e estanho (ITO) que é quebradiça e está se tornando cada vez mais cara. p Wee Shing Koh do Instituto A * STAR de Computação de Alto Desempenho em Cingapura e colegas de trabalho compararam esses dois materiais. Eles descobriram que o grafeno supera o ITO quando usado com células solares que absorvem um amplo espectro de luz.

p Os comprimentos de onda da luz do Sol têm uma gama de intensidades e fornecem quantidades variáveis ​​de energia. Para maximizar o desempenho de um dispositivo fotovoltaico, seu eletrodo transparente deve ter uma baixa resistência elétrica, enquanto também transmite luz nos comprimentos de onda certos para as células absorverem.

p Folhas quadradas de grafeno produzidas pela tecnologia de deposição química de vapor de hoje têm uma resistência elétrica quase quatro vezes maior que uma camada típica de ITO com 100 nanômetros de espessura. Embora adicionar mais camadas de grafeno reduza sua resistência, também bloqueia mais luz. Koh e seus colegas calcularam que quatro camadas de grafeno empilhadas juntas tinham a melhor chance de corresponder ao desempenho do ITO.

p O grafeno tem uma vantagem importante sobre o ITO:permite que mais de 97% da luz passe para a célula solar abaixo, independentemente do seu comprimento de onda. Em contraste, O ITO tende a bloquear certos comprimentos de onda mais do que outros. O grafeno de quatro camadas é ligeiramente mais transparente em comprimentos de onda do infravermelho próximo do que o ITO, por exemplo.

p Koh e colegas estimaram como cada material afetaria uma célula solar orgânica flexível que absorve luz com comprimentos de onda de 350 a 650 nanômetros. Eles descobriram que quatro camadas de grafeno entregavam apenas 92,3% da energia de um eletrodo ITO equivalente. Quando emparelhado com outro dispositivo fotovoltaico orgânico que opera de 350 a 750 nanômetros, assim, tornando-o mais eficaz na absorção de luz infravermelha próxima, o grafeno quase igualou as capacidades do ITO.

p Os pesquisadores concluíram que o grafeno seria ideal para células fotovoltaicas com uma faixa de absorção muito ampla, como uma célula solar orgânica desenvolvida recentemente que pode coletar luz de 350 a 850 nanômetros.

p “Com o refinamento do processo de fabricação do grafeno, seria possível que a resistência da folha de grafeno fosse uma ordem de magnitude menor do que o atual estado da arte, "diz Koh. Isso permitiria que apenas uma ou duas folhas de grafeno superassem o ITO em condutividade e transparência, tornando os eletrodos transparentes de grafeno muito mais amplamente aplicáveis.