Los absorbentes de silicio convierten principalmente la porción roja del espectro solar de manera muy efectiva en energía eléctrica, mientras que las porciones azules se pierden parcialmente como calor. Para reducir esta pérdida, la celda de silicio se puede combinar con una celda solar adicional que convierte principalmente las porciones azules.

Los equipos de HZB ya han adquirido una amplia experiencia con este tipo de células en tándem. Un complemento particularmente eficaz del silicio convencional es el material híbrido llamado perovskita. Tiene una banda prohibida de 1,6 electronvoltios con componentes orgánicos e inorgánicos. Sin embargo, es muy difícil dotar a la capa de perovskita de un contacto frontal transparente. Si bien la deposición por pulverización catódica de óxido de indio y estaño (ITO) es una práctica común para las células solares de silicio inorgánico, esta técnica destruye los componentes orgánicos de una célula de perovskita.

Ahora, un grupo encabezado por el profesor Norbert Nickel ha introducido una nueva solución. El Dr. Marc Gluba y el estudiante de doctorado Felix Lang han desarrollado un proceso para cubrir la capa de perovskita de manera uniforme con grafeno. El grafeno está formado por átomos de carbono que se han dispuesto en una red de panal bidimensional formando una película extremadamente delgada que es altamente conductora y muy transparente.

Como primer paso, los científicos promueven el crecimiento del grafeno sobre una lámina de cobre a partir de una atmósfera de metano a unos 1000 grados centígrados. Para los pasos siguientes, estabilizan la frágil capa con un polímero que protege al grafeno del agrietamiento. En el siguiente paso, Felix Lang quita la lámina de cobre. Esto le permite transferir la película de grafeno protegida a la perovskita. "Esto normalmente se lleva a cabo en agua. La película de grafeno flota en la superficie y es extraída por la célula solar". por así decirlo. Sin embargo, en este caso esta técnica no funciona, porque el rendimiento de la perovskita se degrada con la humedad. Por eso teníamos que buscar otro líquido que no atacara a la perovskita, sin embargo, es lo más similar posible al agua ", explica Gluba.

Las mediciones posteriores mostraron que la capa de grafeno es un contacto frontal ideal en varios aspectos. Gracias a su alta transparencia, ninguna de la energía de la luz solar se pierde en esta capa. Pero la principal ventaja es que no hay pérdidas de voltaje en circuito abierto, que se observan comúnmente para las capas de ITO pulverizadas. Esto aumenta la eficiencia de conversión general. "Esta solución es comparativamente simple y económica de implementar", dice Nickel. "Por primera vez, Hemos logrado implementar grafeno en una célula solar de perovskita. Esto nos permitió construir un dispositivo tándem de alta eficiencia ".