محققان سنگاپوری الکترود شفاف گرافنی ساختند که می‌تواند کارایی پیل خورشیدی را ۹۳درصد بالا ببرد. این الکترود شفاف از چهار لایه گرافن تشکیل شده که نسبت به الکترود اکسید قلع ایندیم شفافیت بیشتری دارد.
افزایش کارایی پیل خورشیدی با الکترود شفاف گرافنی
اکسید قلع ایندیم یک فیلم شفاف رسانای الکتریکی بوده که در حال حاضر به‌عنوان الکترود شفاف، در ساخت ادوات الکترونیکی نظیر نمایشگرهای لمسی و پنل‌های خورشیدی استفاده می‌شود. این ماده شکننده بوده و قیمت آن به دلیل محدود بودن منابع طبیعی در حال افزایش است. مدت‌هاست که یافتن جایگزینی مناسب برای این الکترود شفاف به عنوان چالشی بزرگ برای محققان بوده است.
یافته‌های اخیر محققان سنگاپوری در موسسه آاستار نشان می‌دهد که گرافن می‌تواند به‌عنوان جایگزینی برای اکسید قلع ایندیم باشد. این گروه تحقیقاتی با استفاده از ورق گرافنی، الکترود شفافی ساختند و از آن در تولید پیل خورشیدی استفاده کردند؛ نتایج نشان داد که عملکرد الکترود شفاف گرافنی بسیار بیشتر از الکترود اکسید قلع ایندیم است، در واقع این الکترود جدید، نور بیشتری نسبت به الکترود قلع ایندیم جذب می‌کند.
نوری که از خورشید به زمین می‌رسد دارای طول موج‌های مختلفی بوده و حاوی مقادیر بسیار زیادی انرژی است. برای بالا بردن کارایی پیل‌های خورشیدی، الکترود شفاف باید مقاومت اندکی داشته باشد تا نور به راحتی از آن عبور کرده و جذب صفحات پیل خورشیدی شود.
این گروه نشان دادند که الکترود گرافنی که با روش رسوب شیمیایی از فاز بخار ساخته شده مقاومتی ۴ برابر ورق ۱۰۰ نانومتری اکسید قلع ایندیم دارد. با این حال با افزایش لایه‌های گرافنی، مقاومت آن کاهش یافته و از سوی دیگر مقادیر بیشتری از نور را جذب می‌کند. این گروه تحقیقاتی نشان دادند که چهار لایه گرافن می‌تواند عملکردی برابر با الکترود شفاف قلع ایندیم داشته باشد. با این حال در مجموع الکترود گرافنی بهتر از الکترود اکسید قلع ایندیم است زیرا الکترود گرافنی اجازه عبور ۹۷درصد از نور خورشید را داده که این کار موجب رسیدن نور بیشتری به سلول‌های خورشیدی می‌شود، این درحالی است که الکترود اکسید قلع ایندیم تمایل به بلوک کردن بخشی از طول موج خورشید را دارد. برای مثال الکترود شفاف گرافنی چهار لایه می‌تواند پرتوهای مادون قرمز بیشتری نسبت به الکترود اکسید قلع ایندیم از خود عبور دهد. این گروه نشان دادند که پیل خورشیدی ساخته شده از الکترود چهار لایه گرافنی ۹۳درصد انرژی بیشتری نسبت به پیل دارای اکسید قلع ایندیم تولید می‌کند.
