Grafene, il materiale miracoloso composto da un singolo strato di atomi di grafene disposti in uno schema esagonale a nido d'ape, è capace di tutto dal monitoraggio della salute al filtraggio del colore del whisky. Ora i ricercatori hanno scoperto l'ultimo trucco magico tecnologico nel suo arsenale: aiutare salvaguardare le celle solari in perovskite da danni.
Negli ultimi dieci anni, le celle solari in perovskite hanno dimostrato il loro valore come materiale per celle solari eccezionalmente promettente. Uno dei grandi vantaggi della perovskite è che può essere trasformato in un rivestimento liquido che può poi essere spruzzato su a materiale del substrato per creare celle solari ad alto volume e costi significativamente inferiori rispetto al tradizionale solare al silicio cellule. Lo svantaggio di queste celle solari alla perovskite è che non sono particolarmente durevoli, il che rappresenta un problema quando si tratta di celle solari utilizzate in ambienti esterni, che sono spesso esposti al elementi.
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È qui che entra in gioco il grafene. Tra le sue numerose capacità, il grafene è eccezionalmente forte. Precedenti dimostrazioni hanno mostrato come è in grado di farlo un film di grafene epitassiale a due strati resistere alla perforazione della punta diamantata, rendendolo un materiale eccezionalmente buono per armature leggere e ultrasottili. Nel caso di quest’ultima demo di celle solari, gli ingegneri dell’Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST) della Corea del Sud hanno dimostrato come l’utile combinazione di forza, la trasparenza e la conduttività elettrica lo rendono un'ottima aggiunta alle celle solari in perovskite proteggendole lasciando passare fotoni di luce ed elettroni, ma bloccando gli ioni metallici.
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Sebbene vi sia una leggera riduzione nell’efficienza di conversione della potenza – 16,4% con l’armatura in grafene contro il 17,5% senza – questo è marginale rispetto ai vantaggi offerti dal rivestimento. La cella solare potenziata con grafene è stata in grado di mantenere la sua efficienza anche dopo 1.000 ore di funzionamento.
In un abstract che descrive il lavoro, i ricercatori notano che: “Nelle celle solari di perovskite (PSC), indotte da metalli il degrado dello strato di perovskite porta a vari effetti dannosi, deteriorando le prestazioni del dispositivo e stabilità. Qui presentiamo un nuovo ibrido flessibile [elettrodi conduttivi trasparenti] costituito da un film di poliimmide incorporato nella griglia di Cu e un strato di copertura in grafene, denominato GCEP, che presenta un'eccellente stabilità meccanica e chimica nonché optoelettriche desiderabili proprietà."
Un documento che descrive la ricerca era recentemente pubblicato sulla rivista Nano Letters.
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