Con la maturazione della tecnologia delle celle solari perovskite (PSC), è altamente desiderabile sviluppare celle solari colorate per soddisfare i requisiti di scopi estetici in applicazioni che includono il fotovoltaico integrato nell'edilizia e l'elettronica indossabile. L'ampio assorbimento ottico e il grande coefficiente di assorbimento delle perovskiti normalmente portano a celle ad alta efficienza con colori marrone scuro. Finora, sono stati utilizzati due approcci rappresentativi per ottenere PSC colorati:l'ingegneria del gap di banda e i colori strutturali. Il primo approccio di solito porta a valori di efficienza di conversione di potenza (PCE) notevolmente ridotti (tipicamente inferiori al 13%) a causa del ridotto assorbimento ottico associato all'allargamento del bandgap. Quest'ultimo approccio sfrutta le proprietà ottiche ingegnerizzate derivanti da strutture modellate, consentendo la generazione di colori strutturali luminosi e abbaglianti. Nonostante i grandi sforzi dedicati ai PSC colorati con efficienze rispettabili, rimane una sfida realizzare alta efficienza, PSC colorati attraverso un design strutturale deliberato.

Matrici di nanobowl modellate in 2-D con una notevole struttura fotonica sono state precedentemente impiegate con uno strato di trasporto di elettroni (ETL) per fabbricare PSC efficienti, ma i PSC ottenuti hanno mostrato solo colori scuri o marrone scuro, che potrebbe essere correlato al riempimento completo dei nanobowls da parte dello strato di perovskite. Recentemente, Il gruppo di ricerca di Limin Qi presso l'Università di Pechino ha sviluppato una nuova strategia per preparare PSC colorati mediante la delicata deposizione di uno strato sottile di perovskite uniforme in NB disposti in serie che agiscono come ETL strutturati senza compromettere le loro proprietà fotoniche. Sono riusciti a usare TiO ₂ Array NB come ETL fotonico da integrare con uno strato sottile uniforme di CH ₃ NH ₃ PbI _3, ottenere celle solari in perovskite colorate ad alta efficienza. Un nuovo film precursore cristallino a base di acetato di piombo è stato preparato attraverso un approccio di addotto base acido di Lewis, che ha consentito la deposizione uniforme del film sottile precursore sulle pareti interne del TiO ₂ NB e successiva formazione di uno strato uniforme di cristalli di perovskite di alta qualità.

Le celle solari in perovskite fabbricate utilizzando gli array di nanobowl hanno ereditato le proprietà fotoniche delle strutture periodiche, mostrando colori vividi dipendenti dall'angolo sotto illuminazione leggera (Figura 1). Questi PSC colorati hanno mostrato una notevole prestazione fotovoltaica con un'efficienza massima fino al 16,94% e un'efficienza media del 15,47%, che sono superiori a quelli di tutti i PSC colorati segnalati finora. Si prevede che le prestazioni delle PSC colorate basate sugli array di nanobowl potrebbero essere ulteriormente migliorate manipolando delicatamente la struttura dei nanoarray modellati e ottimizzando i processi di deposizione dei film di perovskite. Questo lavoro potrebbe aprire una nuova strada verso celle solari in perovskite colorate ad alta efficienza con applicazioni promettenti, tra cui la costruzione di impianti fotovoltaici integrati.