تیمی از محققین دانشگاه «UNIST» کره جنوبی، موفق به ساخت الکترودهای جدیدی شده‌اند که با هزینه کم‌تر، راندمان انرژی بالاتر و پایداری بیشتری را برای سلول‌های خورشیدی پروسکایت (PSC) به ارمغان می‌آورند. نوآوری کلیدی این گروه، قرار دادن یک لایه محافظ گرافنی در میان الکترودهای پایه فلزی و فیلم پروسکایت است که از تخریب بخش فلزی به دلیل نفوذ اتم‌های فلزی و یون‌های هالید، جلوگیری می‌کند.

سلول‌های خورشیدی ابداعی پروفسور هیسونگ پارک (Hyesung Park) و همکارانش، مبتنی بر نوعی الکترود انعطاف‌پذیر است که می‌تواند قابلیت استفاده از آن‌ها را در تجهیزات پوشیدنی فراهم نماید. در این الکترودها، یک لایه گرافن تحت عنوان «GCEP» مورد استفاده قرار گرفته که با ایفای یک نقش حفاظتی، طول عمر و راندمان الکترودهای فلزی را به شکل قابل توجهی بهبود می‌بخشد. این لایه گرافنی، با رسانایی الکتریکی بالا، پایداری شیمیایی عالی و دوام مکانیکی قابل توجه، انقلابی در حوزه توسعه سلول‌های خورشیدی محسوب می‌شود.

مهم‌ترین مانع برای استفاده از الکترودهای پایه فلزی «TCE» در سلول‌های خورشیدی، تخریب ناشی از نفوذ فلز و یون‌های هالید، بین الکترود فلزی و لایه پروسکایت است که با قرار دادن یک لایه گرافن در بین این دو جزء، این مشکل مرتفع می‌شود. گرافن دارای هدایت الکتریکی بالایی است که به الکترون‌ها اجازه می‌دهد تا به راحتی از آن عبور نمایند. با این وجود، غیرقابل نشت بودن گرافن، باعث شده تا حتی کوچکترین مولکول‌ها هم نتوانند از آن عبور نمایند و به همین واسطه، از تخریب الکترودهای فلزی که به واسطه نفوذ اتم‌های فلزث و یون‌های هالید بین الکترود و پروسکایت رخ می‌دهد، جلوگیری به عمل می‌آید.

علاوه بر ویژگی یاد شده در خصوص جلوگیری از تخریب الکترود فلزی، لایه گرافنی مورد استفاده، با مسدود کردن نور ماوراءبنفش (UV) و پرتوهای نزدیک به آن، پایداری سلول‌های خورشیدی پروسکایت را بهبود می‌بخشد. بررسی‌ها نشان می‌دهد که حتی پس از 1000 ساعت استفاده، بازده 97.5 درصدی این سلول‌ها حفظ شده و پس از 5000 ساعت نیز، به 94 درصد می‌رسد. این به معنای پیشرفتی بزرگ در حوزه سلول‌های خورشیدی است که با توجه به انعطاف‌پذیری نسل جدید الکترودهای معرفی‌ شده، قابلیت استفاده از این صفحات خورشیدی در نسل بعدی دستگاه‌های پوشیدنی نیز فراهم می‌گردد.   

مرجع: «Nanowerk»