在钙钛矿太阳能电池中，一种叫做MXene的微观数量的二维碳化钛显著地提高了电荷的收集。

 

来自俄罗斯的NUST MISIS和意大利的罗马托尔维加塔大学的科学家们发现，一种叫做MXene的二维碳化钛的微观量显著地提高了钙钛矿太阳能电池中电荷的收集，使最终效率提高了20%以上。研究结果发表在《自然材料》杂志上。

 

钙钛矿薄膜太阳能电池是一种新兴的替代能源技术，天富注册链接在世界范围内正得到积极的发展。其优点之一是简单和低成本的生产工艺:钙钛矿太阳能电池可以从特殊的喷墨打印机或槽模打印机的溶液中打印出来，而不需要像传统硅电池那样使用高温/真空工艺。另一个优点是在柔性塑料衬底上制造的可能性，如普通的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。这种特性允许在建筑集成中使用钙钛矿光伏(PV)，通过将薄膜安装在墙壁和/或其他不同的位置——如曲面玻璃立面和窗户。

 

作为一种新型的光伏技术，国际上的研究努力是寻找提高钙钛矿太阳能电池效率和稳定性的最佳策略。钙钛矿太阳能电池的效率已经可以与主导市场的硅类似物相媲美(钙钛矿的最高效率为25.2%，而硅电池的最高效率为26.7%)。然而，钙钛矿太阳能电池仍然是不稳定的，由于几个内部退化的因素。来自大学和研发公司的许多研究小组目前正在进行调查和研究，以解决钙钛矿电池的稳定性和提高效率的问题。大多数方法涉及钙钛矿化学成分的优化、器件界面的稳定和新纳米材料的掺入。

 

一个国际科学家小组从L.A.S.E.(实验室先进的太阳能),部门功能纳米系统和高温材料,都位于雄厚斯,俄罗斯,和Tor Vergata罗马大学由奥尔多·迪卡洛教授提出了一个原始的方法来设计钙钛矿与改进太阳能电池的性能,即使用二维碳化钛化合物称为MXenes涂料钙钛矿。

“我们发现，由于其独特的二维结构，MXenes可以用来调整钙钛矿的表面特性，从而为这种第三代太阳能电池提供一种新的优化策略，”Di Carlo教授评论道。

 

 

薄膜钙钛矿太阳能电池是一种夹层结构，由于太阳能被转换成电流，电荷通过界面从一层移动到另一层，并在电极上有选择地收集。简单地说，电子应该从吸收剂膜转移到电极上，而不会因为内能障碍而造成损失，而MXene的加入改善了这一过程。

 

“为了提高钙钛矿太阳能电池的效率，我们需要优化设备结构，优化每一层的主界面和体积特性，以改进电极的电荷提取过程”，作者之一、l.a.e的研究人员Danila Saranin说。评论。为了解决这个问题，我们和我们的意大利同事一起进行了一系列的实验，在钙钛矿太阳能电池中加入了微量的MXenes。结果，我们实现了设备的效率提高了25%以上，比原来的原型”。

 

在钙钛矿太阳能电池中依次引入不同层的氙

 

光吸收层、电子传输层的基础是二氧化钛，天富注册并在它们之间的界面。通过对设备输出性能的分析，我们发现最有效的配置是将MXenes引入到包括接口在内的所有层中。通过对得到的结构进行适当的建模，验证了实验结果。

 

这件作品是独一无二的

 

这是第一个报告，不仅描述了一系列的实验和获得的结果，而且还包括一个明确的解释机制，发生在改性钙钛矿太阳能电池从物理化学的角度。

 

“这项工作的主要结果是识别了由于引入MXenes而引起的半导体电学性质的变化。因此，这种新型纳米材料具有大规模生产的巨大潜力”，作者之一Anna Pazniak补充道。

 

目前，该团队正试图稳定产生的设备，并提高其效率。这项研究是在俄罗斯联邦政府的资助下进行的。