Le graphène 3D a suscité une attention considérable dans le domaine des cellules solaires en raison de ses propriétés uniques et de ses avantages potentiels par rapport aux matériaux traditionnels comme le platine. Voici quelques-uns des facteurs clés :

Surface élevée :le graphène 3D possède une surface élevée, ce qui est crucial pour capturer et convertir la lumière du soleil en énergie électrique. La surface accrue permet une meilleure absorption de la lumière et une meilleure séparation des charges, conduisant à une meilleure efficacité des cellules solaires.

Excellent transport de charge :le graphène 3D présente d'excellentes propriétés de transport de charge en raison de sa conductivité électrique élevée et de sa faible recombinaison de porteurs. La structure tridimensionnelle facilite une collecte efficace des charges et réduit les pertes d'énergie, contribuant ainsi à des efficacités de conversion de puissance plus élevées.

Bande interdite réglable :la bande interdite du graphène 3D peut être personnalisée en contrôlant le nombre de couches et la disposition d'empilement. Cette accordabilité permet d’optimiser l’absorption de la lumière sur tout le spectre solaire, permettant ainsi la conception de cellules solaires efficaces capables de capturer une gamme plus large de longueurs d’onde.

Piégeage amélioré de la lumière :l'architecture 3D du graphène peut piéger efficacement la lumière dans la structure de la cellule solaire grâce à de multiples réflexions et diffusions. Ce piégeage amélioré de la lumière augmente la longueur du trajet optique et améliore l'absorption de la lumière incidente, conduisant à une génération de photocourant plus élevée.

Rentabilité :Comparé au platine, qui est un métal relativement cher et rare, le graphène 3D offre une alternative plus rentable. Le graphène peut être produit à partir de sources abondantes de carbone et synthétisé grâce à des méthodes évolutives, ce qui en fait une option viable pour la fabrication de cellules solaires à grande échelle.

Dans l’ensemble, le graphène 3D est prometteur en tant que remplacement potentiel du platine dans les cellules solaires en raison de sa surface spécifique élevée, de ses excellentes propriétés de transport de charge, de sa bande interdite réglable, de son piégeage amélioré de la lumière et de sa rentabilité. La recherche et le développement en cours dans ce domaine visent à optimiser davantage les cellules solaires à base de graphène 3D et à explorer tout leur potentiel pour une conversion efficace de l'énergie solaire.