پژوهشگران با استفاده از نانولوله کربنی و گرافن، کاتدی برای پیل‌های خورشیدی حساس شده با رنگ ساختند. کارایی پیل ساخته شده با این کاتد ۲۰ درصد بیشتر از پیل‌های دارای کاتد پلاتینی است.
کاتدی کارا از جنس نانولوله‌کربنی/گرافن برای پیل‌های خورشید
محققان دانشگاه رایس موفق به ساخت کاتد جدیدی برای پیل‌های خورشیدی حساس شده با رنگ شدند. در حال حاضر از ترکیبات پلاتین برای ساخت کاتد استفاده می‌شود که هزینه بالایی داشته و بسیار شکننده هستند. این گروه تحقیقاتی از گرافن و نانولوله کربنی برای این کار استفاده نمودند.
پیل‌های خورشیدی حساس شده با رنگ از سال ۱۹۸۸ نظر محققان را به خود جلب کرده‌اند. در این پیل‌ها از رنگ‌های آلی استفاده می‌شود که روی سطح ذرات اکسید تیتانیوم را می‌پوشاند. جذب نور توسط رنگ، موجب تولید الکترون شده که از آن برای تولید انرژی استفاده می‌شود.
از نقطه نظر کارایی، این پیل‌ها هنوز قابل رقابت با پیل‌های خورشیدی سیلیکونی نیستند؛ اما برای استفاده در برخی حوزه‌ها نسبت به همتایان سیلیکونی خود از مزایایی برخوردار هستند. اولین مزیت آن‌ها، هزینه پایین تولید بوده و همچنین در فرآیند تولید، نیاز به اتاق تمیز ندارند. به دلیل ظاهر نسبتاً شفافی که دارند برای استفاده روی شیشه بسیار مناسب هستند. این نوع از پیل‌ها با نور بسیار کم نیز می‌توانند انرژی تولید نمایند؛ بنابراین در روزهای ابری نیز قادر به تولید انرژی هستند. یک شرکت تجاری از این پیل‌ها روی موس و کیبورد کامپیوتر استفاده نموده و در نتیجه بدون نیاز به باتری، موس و کیبورد تنها با نور اتاق، انرژی خود را تأمین می‌کند.
محققان دانشگاه رایس برای ساخت کاتدی جدید برای این پیل‌ها از ساختار هیبریدی گرافن/نانولوله کربنی استفاده نمودند. این گروه با استفاده از روش CVD، لایه‌هایی از گرافن را روی کاتالیست ایجاد نمودند. سپس با حرارت دادن، اتم‌های کربن موجود در سطح گرافن را به یکدیگر متصل نموده و درنهایت نانولوله‌هایی را روی سطح گرافن رشد دادند. این گروه با یک ساعت رشد نانولوله، موفق به ایجاد ساختاری به ضخامت ۳۵۰ میکرون شدند که تقریباً به اندازه دو ورق کاغذ ضخامت دارد. این کاتد نازک و انعطاف‌پذیر استحکام بالایی داشته و می‌تواند ۱۸ میلی‌آمپر جریان در هر سانتیمتر مربع از خود عبور دهد. کارایی پیل‌های خورشیدی که با این کاتد ساخته شده‌است ۲۰ درصد بیشتر بوده و درنهایت کارایی آن به ۸٫۲ درصد رسیده است. این در حالی است که پیل‌های پلاتینی کارایی ۶٫۸ درصدی دارند.
