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A utilização de nanostruturas em dispositivos fotovoltaicos pode melhorar significativamente a eficiência de conversão de energia do dispositivo ao aumentar a capacidade de captação de luz do dispositivo, bem como a eficiência de coleta de portadores. No entanto, melhorias na robustez mecânica e confiabilidade do dispositivo, particularmente para dispositivos flexíveis, raramente foram relatadas com um entendimento aprofundado. Neste trabalho, fabricamos células solares organometálicas de perovskita eficientes, flexíveis e mecanicamente robustas em substratos plásticos com estruturas de nanocones invertidos (i-cone). Em comparação com a célula de referência que foi fabricada em um substrato plano, foi demonstrado que a eficiência de conversão de energia do dispositivo poderia ser melhorada em 37%, alcançando até 11,29% em substratos i-cone. Mais interessante, foi descoberto que o desempenho de um dispositivo i-cone permaneceu mais de 90% do valor inicial mesmo após 200 ciclos de dobra mecânica, o que é notavelmente melhor do que o dispositivo de referência plano, que se degradou para apenas 60% no mesmo teste. Nossos experimentos, juntamente com simulação mecânica, demonstraram que um template nanostruturado pode ajudar significativamente a aliviar tensões e deformações durante a flexão do dispositivo, o que suprime a nucleação de rachaduras em diferentes camadas de uma célula solar de perovskita. Isso leva essencialmente a uma confiabilidade e robustez do dispositivo muito aprimoradas e terá um impacto significativo em aplicações práticas.
Tavakoli et al. (Sex,) estudaram essa questão.