p Uma equipe de pesquisadores, afiliado ao UNIST surgiu com um novo eletrodo que poderia melhorar muito a estabilidade das células solares de perovskita (PSCs), o candidato mais promissor para a próxima geração de células solares devido ao seu baixo custo e alta eficiência de conversão de energia. Isso ocorre porque a inserção de uma camada de proteção entre o eletrodo à base de metal e o filme de perovskita pode prevenir a degradação induzida por metal e que o grafeno, como tal camada, pode efetivamente suprimir a difusão de metais e íons haleto. p Esta descoberta foi liderada pelo Professor Hyesung Park e sua equipe de pesquisa na Escola de Energia e Engenharia Química da UNIST. Em seu trabalho, a equipe de pesquisa desenvolveu uma plataforma de eletrodo híbrido baseada em grade de metal flexível usando um filme de poliimida (CEP) incorporado em grade de Cu com uma folha de grafeno como camada de proteção (GCEP), que exibiu alta condutividade elétrica, excelente estabilidade química e durabilidade mecânica. O desenvolvimento demonstra o papel crítico do grafeno como uma camada de proteção para prevenir a degradação induzida por metal e difusão de haleto entre o eletrodo e a camada de perovskita.

p Eletrodos à base de óxido metálico (ITOs) têm sido usados ​​como eletrodos condutores transparentes convencionais, mas sua inflexibilidade faz com que sejam facilmente quebrados ou fraturados, portanto, tornando-os inadequados para aplicativos de dispositivos vestíveis. Em particular, o principal obstáculo para a aplicação de eletrodos condutores transparentes à base de metal (TCE) em PSCs é a degradação induzida pela interdifusão de metais e íons de haleto entre o eletrodo de metal e a camada de perovskita.

p Os pesquisadores resolveram o problema inserindo uma folha de grafeno como camada de proteção na interface do eletrodo de metal / camada de perovskita. O grafeno tem alta condutividade elétrica, o que permite que os elétrons se movam facilmente através dele. Contudo, a excelente impermeabilidade do grafeno impede a permeação até mesmo da menor molécula.

p "O grafeno pode ser uma barreira de difusão eficaz se combinado com nanoestruturas metálicas com excelente impermeabilidade ao metal e difusão de íons de haleto na interface de eletrodo de metal / camada de perovskita, coleta de carga aprimorada através dos espaçamentos vazios das nanoestruturas de metal, perda mínima de transmitância óptica como uma camada de proteção devido à sua alta transparência óptica, e melhoria da durabilidade mecânica do eletrodo híbrido, "observou a equipe de pesquisa.

p Os pesquisadores usaram este eletrodo híbrido transparente e flexível para fabricar PSCs de metal flexível baseados em TCE, atingindo boa estabilidade química e mecânica. Este dispositivo obteve um alto PCE (16,4%) comparável ao de sua contraparte rígida baseada em ITO (17,5%). Eles também verificaram o papel da camada de grafeno em garantir a estabilidade química das células solares, evitando a interdifusão de metais e íons de haleto. Além disso, o eletrodo GCEP melhorou a fotoestabilidade do PSC, bloqueando a luz ultravioleta (UV) e quase UV. Ele também manteve mais de 97,5% da eficiência inicial, mesmo após 1, 000 horas. Além disso, depois de 5, 000 testes de flexão, apresentou excelente durabilidade mecânica, mantendo 94% da eficiência inicial, e, portanto, era aplicável aos dispositivos vestíveis da próxima geração.

p "Este artigo demonstra que a inserção de uma camada de proteção entre o eletrodo à base de metal e o filme de perovskita pode prevenir a degradação induzida por metal e que o grafeno, como tal camada, pode efetivamente suprimir a difusão de metais e íons haleto, "diz Gyujeong Jeong (programa combinado de M.S / Ph.D. em Engenharia de Energia e Química, UNISt), o primeiro autor do estudo.

p "O novo método melhorou significativamente a eficiência e estabilidade dos PSCs, "diz o professor Park." Este trabalho fornece uma estratégia eficaz para projetar plataformas de TCE assistidas por metal livre de ITO mecanicamente e quimicamente robustas em PSCs. "