Area superficiale elevata:il grafene 3D possiede un'area superficiale elevata, fondamentale per catturare e convertire la luce solare in energia elettrica. La maggiore area superficiale consente un migliore assorbimento della luce e una migliore separazione della carica, portando a una migliore efficienza della cella solare.
Eccellente trasporto di carica:il grafene 3D mostra eccellenti proprietà di trasporto di carica grazie alla sua elevata conduttività elettrica e alla bassa ricombinazione dei portatori. La struttura tridimensionale facilita un'efficiente raccolta della carica e riduce le perdite di energia, contribuendo a maggiori efficienze di conversione di potenza.
Bandgap sintonizzabile:il bandgap del grafene 3D può essere personalizzato controllando il numero di strati e la disposizione di impilamento. Questa possibilità di regolazione consente l’ottimizzazione dell’assorbimento della luce attraverso lo spettro solare, consentendo la progettazione di celle solari efficienti in grado di catturare una gamma più ampia di lunghezze d’onda.
Intrappolamento della luce migliorato:l'architettura 3D del grafene può intrappolare efficacemente la luce all'interno della struttura della cella solare attraverso molteplici riflessioni e diffusioni. Questo migliore intrappolamento della luce aumenta la lunghezza del percorso ottico e migliora l’assorbimento della luce incidente, portando a una maggiore generazione di fotocorrente.
Rapporto costo-efficacia:rispetto al platino, che è un metallo relativamente costoso e raro, il grafene 3D offre un'alternativa più conveniente. Il grafene può essere prodotto da abbondanti fonti di carbonio e sintetizzato attraverso metodi scalabili, rendendolo un’opzione praticabile per la fabbricazione di celle solari su larga scala.
Nel complesso, il grafene 3D è promettente come potenziale sostituto del platino nelle celle solari grazie alla sua elevata area superficiale, alle eccellenti proprietà di trasporto della carica, al bandgap regolabile, al migliore intrappolamento della luce e al rapporto costo-efficacia. La ricerca e lo sviluppo in corso in questo campo mirano a ottimizzare ulteriormente le celle solari 3D basate sul grafene ed esplorare il loro pieno potenziale per un’efficiente conversione dell’energia solare.
