Met de rijping van perovskiet zonnecellen (PSC's) technologie, het is zeer wenselijk om kleurrijke zonnecellen te ontwikkelen om te voldoen aan de eisen van esthetische doeleinden in toepassingen zoals het bouwen van geïntegreerde fotovoltaïsche energie en draagbare elektronica. De brede optische absorptie en de grote absorptiecoëfficiënt van perovskieten leiden normaal gesproken tot zeer efficiënte cellen met donkerbruine kleuren. Tot nu toe, er zijn twee representatieve benaderingen gebruikt om kleurrijke PSC's te bereiken:bandgap-engineering en structurele kleuren. De eerstgenoemde benadering leidt gewoonlijk tot aanzienlijk verminderde vermogensconversie-efficiëntie (PCE)-waarden (typisch minder dan 13%) als gevolg van verminderde optische absorptie geassocieerd met de vergrote bandgap. De laatste benadering maakt gebruik van technische optische eigenschappen die voortkomen uit patroonstructuren, het genereren van structurele kleuren die helder en oogverblindend zijn. Ondanks de grote inspanningen die met respectabele efficiëntie zijn besteed aan de kleurrijke PSC's, het blijft een uitdaging om een ​​hoog rendement te realiseren, kleurrijke PSC's door bewust structureel ontwerp.

Nanobowl-arrays met 2D-patroon met een opmerkelijke fotonische structuur zijn eerder gebruikt met een elektronentransportlaag (ETL) om efficiënte PSC's te fabriceren, maar de verkregen PSC's vertoonden alleen donkere of donkerbruine kleuren, wat verband zou kunnen houden met de volledige vulling van de nanobowls door de perovskiet-overlaag. Onlangs, Limin Qi's onderzoeksgroep aan de Universiteit van Peking heeft een nieuwe strategie ontwikkeld om kleurrijke PSC's voor te bereiden door delicate afzetting van een uniforme perovskiet-dunne laag in gerangschikte NB's die werken als een gestructureerde ETL zonder hun fotonische eigenschappen in gevaar te brengen. Ze slaagden erin om TiO . te gebruiken ₂ NB-arrays als fotonische ETL om te integreren met een uniforme dunne bovenlaag van CH ₃ NH ₃ PbI _3, het bereiken van zeer efficiënte kleurrijke perovskiet-zonnecellen. Een nieuwe kristallijne precursorfilm op basis van loodacetaat werd bereid via een Lewis-zuurbase-adductbenadering, die een uniforme afzetting van de dunne film van de voorloper op de binnenwanden van de TiO . mogelijk maakte ₂ NB's en daaropvolgende vorming van een uniforme bovenlaag van hoogwaardige perovskietkristallen.

De perovskiet-zonnecellen vervaardigd met behulp van de nanobowl-arrays erfden de fotonische eigenschappen van de periodieke structuren, met hoekafhankelijke levendige kleuren onder lichte verlichting (Figuur 1). Deze kleurrijke PSC's vertoonden opmerkelijke fotovoltaïsche prestaties met een maximale efficiëntie tot 16,94% en een gemiddelde efficiëntie van 15,47%, die hoger zijn dan die voor alle tot nu toe gerapporteerde kleurrijke PSC's. Verwacht wordt dat de prestaties van de kleurrijke PSC's op basis van de nanobowl-arrays verder kunnen worden verbeterd door de nanoarray-structuur met patronen subtiel te manipuleren en de afzettingsprocessen van de perovskiet-films te optimaliseren. Dit werk kan een nieuwe weg openen naar zeer efficiënte, kleurrijke perovskiet-zonnecellen met veelbelovende toepassingen, waaronder het bouwen van geïntegreerde fotovoltaïsche cellen.