Οι φωτοβολταϊκές κυψέλες του μέλλοντος ενδέχεται να βασίζονται στο γραφένιο ως διάφανο στρώμα επαφής.
Ερευνητές του ερευνητικού Κέντρου Helmholtz του Βερολίνου για τα Υλικά και την Ενέργειαανακάλυψαν ότι το γραφένιο διατηρεί ορισμένες ιδιότητες πολύτιμες για τις ηλιακές κυψέλες ακόμα και όταν επικαλύπτεται από πυρίτιο.
Συγκεκριμένα, οι φωτοβολταϊκές κυψέλες διατηρούν την υψηλή τους αγωγιμότητα και παραμένουν διάφανες: όλα αυτά με κόστος κατασκευής συγκριτικά χαμηλό και χρήση μη τοξικών υλικών.
Όπως εξηγεί ο Μαρκ Γκούμπα, ερευνητής του κέντρου Helmholtz “εξετάσαμε τον τρόπο με τον οποίο μεταβάλλονται οι ιδιότητες του γραφενίου όταν το υλικό ενσωματωθεί σε μια πολυστρωματική δομή παρόμοια με αυτή των φωτοβολταϊκών κυψελών λεπτού υμενίου βασισμένων στο πυρίτιο και προς μεγάλη μας έκπληξη διαπιστώσαμε ότι οι ιδιότητες αυτές μεταβάλλονται ελάχιστα”.
Οι επιστήμονες τοποθέτησαν γραφένιο σε ένα λεπτό φύλλο χαλκού το οποίο εν συνεχεία μετέφεραν σε ένα γυάλινο υπόστρωμα. Στο τέλος επικάλυψαν την κατασκευή τους με ένα λεπτό φύλλο πυριτίου και το χρησιμοποίησαν ως στρώμα επαφής σε δύο συμβατικές εκδοχές φωτοβολταϊκής κυψέλης thin-film με βάση το πυρίτιο: η πρώτη με βάση άμορφο πυρίτιο και η δεύτερη με βάση το πολυκρυσταλλικό πυρίτιο.
Στην πρώτη περίπτωση παρότι η μορφολογία του ανώτατου στρώματος μεταβλήθηκε όταν δέχτηκε την ηλιακή ακτινοβολία, το γραφένιο παρέμεινα ανιχνεύσιμο.
Επιπλέον, οι συσκευές με στρώμα γραφενίου έδειξαν υψηλότερη κινητικότητα ηλεκτρικά φορτισμένων ηλεκτρονίων σε σύγκριση με τις συμβατικές που βασίζονται στο οξείδιο του ψευδαργύρου σε ποσοστό 30%.
Η εργασία της ερευνητικής ομάδας δημοσιεύεται στην επιθεώρηση Applied Physics Letters Vol. 103, 073102 (2013).
