O grafeno 3D ganhou atenção significativa no campo das células solares devido às suas propriedades únicas e vantagens potenciais sobre materiais tradicionais como a platina. Aqui estão alguns dos principais fatores:
Alta área superficial:o grafeno 3D possui uma grande área superficial, que é crucial para capturar e converter a luz solar em energia elétrica. A área de superfície aumentada permite uma melhor absorção de luz e uma melhor separação de carga, levando a uma maior eficiência da célula solar.
Excelente transporte de carga:o grafeno 3D apresenta excelentes propriedades de transporte de carga devido à sua alta condutividade elétrica e baixa recombinação de portadores. A estrutura tridimensional facilita a recolha eficiente de carga e reduz as perdas de energia, contribuindo para maiores eficiências de conversão de energia.
Bandgap ajustável:O bandgap do grafeno 3D pode ser adaptado controlando o número de camadas e o arranjo de empilhamento. Esta sintonização permite a otimização da absorção de luz em todo o espectro solar, permitindo o design de células solares eficientes que podem capturar uma gama mais ampla de comprimentos de onda.
Captura de luz aprimorada:A arquitetura 3D do grafeno pode capturar efetivamente a luz dentro da estrutura da célula solar por meio de múltiplos reflexos e dispersão. Este aprisionamento de luz aprimorado aumenta o comprimento do caminho óptico e melhora a absorção da luz incidente, levando a uma maior geração de fotocorrente.
Custo-benefício:Comparado à platina, que é um metal relativamente caro e raro, o grafeno 3D oferece uma alternativa mais econômica. O grafeno pode ser produzido a partir de fontes abundantes de carbono e sintetizado através de métodos escalonáveis, tornando-o uma opção viável para a fabricação de células solares em larga escala.
No geral, o grafeno 3D é promissor como um substituto potencial para a platina em células solares devido à sua alta área superficial, excelentes propriedades de transporte de carga, bandgap ajustável, melhor captura de luz e economia. A pesquisa e o desenvolvimento em andamento neste campo visam otimizar ainda mais as células solares 3D baseadas em grafeno e explorar todo o seu potencial para conversão eficiente de energia solar.
