p A nova tecnologia tem eficiências de conversão de energia de cerca de 12% quando iluminadas com eletrodos inferiores de óxido de estanho dopado com flúor ou eletrodos superiores de grafeno, em comparação com 7% das células solares semitransparentes convencionais. p O desenvolvimento de células solares transparentes ou semitransparentes com alta eficiência e baixo custo para substituir os existentes opacos e caros painéis solares à base de silício tornou-se cada vez mais importante devido às crescentes demandas dos sistemas fotovoltaicos integrados de edifícios (BIPVs). O Departamento de Física Aplicada da Universidade Politécnica de Hong Kong (PolyU) desenvolveu com sucesso células solares de perovskita semitransparentes e de baixo custo com eletrodos de grafeno. As eficiências de conversão de energia (PCEs) desta nova invenção são de cerca de 12% quando são iluminadas a partir dos eletrodos inferiores de óxido de estanho dopado com flúor (FTO) ou dos eletrodos superiores de grafeno, em comparação com 7% das células solares semitransparentes convencionais. Seu baixo custo potencial de menos de HK $ 0,5 / Watt, mais de 50% de redução em comparação com o custo existente das células solares de silício, permitirá que seja amplamente utilizado no futuro.

p A energia solar é uma importante fonte de energia renovável, em que a célula solar será usada para converter a energia da luz diretamente em eletricidade por efeito fotovoltaico. O painel solar de silício cristalino de primeira geração é altamente estável, com conversão de energia eficiente, mas opaco e caro. A célula solar de segunda geração, ou seja, célula solar de filme fino, é leve e pode ser flexível. Contudo, eles são feitos de materiais raros com estrutura complicada e precisam de tratamentos de alta temperatura. Com os objetivos de pesquisa de produção de painéis solares de PCEs de alta, fabricação fácil, e baixo custo, nos últimos anos, cientistas têm investigado células solares de terceira geração. A célula solar de perovskita como uma nova célula solar de terceira geração tem atraído muita atenção recentemente devido à sua alta eficiência de conversão de energia, processo de fabricação conveniente e custo potencialmente baixo.

p Com o objetivo de melhorar os PCEs e reduzir os custos dos painéis solares semitransparentes, O pesquisador da PolyU desenvolveu as primeiras células solares semitransparentes de perovskita com grafeno como eletrodo. O grafeno é um candidato ideal para eletrodos transparentes em células solares com alta transparência, boa condutividade e custo potencialmente baixo. O recurso semitransparente da célula solar permite que ela absorva a luz de ambos os lados, e pode ser amplamente usado em janelas, fachadas, persianas e telhados de edifícios para converter energia solar em eletricidade, aumentando assim a área de superfície para coletar energia solar substancialmente.

p Embora o grafeno como um material avançado tenha sido inventado há mais de 10 anos, A PolyU inovou em técnicas de processamento simples para aumentar a condutividade do grafeno para atender aos requisitos de suas aplicações em células solares. Em primeiro lugar, a condutividade do grafeno foi dramaticamente melhorada pelo revestimento de uma fina camada de polímero condutor poli- (3, 4-etilenodioxitiofeno):poli (estirenossulfonato) (PEDOT:PSS), que também foi usado como uma camada de adesão à camada ativa de perovskita durante o processo de laminação. Em segundo lugar, para melhorar ainda mais a eficiência da conversão de energia, O pesquisador da PolyU descobriu que, ao fabricar a célula solar com deposição química de vapor de grafeno multicamadas como eletrodos transparentes superiores, a resistência da folha do eletrodo pode ser ainda mais reduzida, mantendo a alta transparência dos eletrodos. Por último, o desempenho desta nova invenção é ainda otimizado ao melhorar o contato entre os eletrodos de grafeno superiores e a camada de transporte de orifício (espiro-OMeTAD) nos filmes de perovskita.

p Por causa da excelente flexibilidade mecânica do grafeno e da preparação conveniente dos dispositivos, A invenção da PolyU pode ser usada para a produção em massa de células solares perovskita semitransparentes com impressão ou processo rolo a rolo. As células solares semitransparentes preencherão a lacuna no mercado que não é alcançável pelas células solares existentes que dominam o mercado.

p Os resultados do estudo foram publicados em Materiais avançados , um jornal líder em ciência de materiais.