鉅大LARGE | 點擊量：650次 | 2021年12月16日
國際研究小組開發(fā)二維過渡金屬碳化物 可將過氧化物太陽能電池效率提高約2%
俄羅斯國立科技大學(xué)(MISiS)和意大利TorVergata大學(xué)的科學(xué)家們通過使用具有高導(dǎo)電性的二維碳化鈦，將一種倒置的過氧化物太陽能電池的效率提高了約2%。
該單元應(yīng)包括基于二維（2D）鈣鈦礦的單元的優(yōu)勢，該單元通常比“常規(guī)”三位（3D）結(jié)構(gòu)提供更多的疏水性和熱穩(wěn)定性。但是，它還應(yīng)包括3D鈣鈦礦電池的優(yōu)點，它可以提供強光吸收，良好的電荷載流子傳輸和更高的功率轉(zhuǎn)換效率。
研究人員使用了MXenes，這是一個新的二維過渡金屬碳化物家族。這些化合物的名稱來自于它們類似石墨烯的形態(tài)，是通過選擇性地蝕刻被稱為MAX的塊狀晶體的某些原子層而制成的。
研究人員說：“將少量的碳化鈦基MXenes添加到吸光的過氧化物層中，可以改善電子傳輸過程，優(yōu)化太陽能電池的性能。”
科學(xué)家們將該技術(shù)應(yīng)用于一種基于鎳(II)氧化物(NiO)空穴傳輸層的倒置配置(p-i-n)的過氧化物電池。該參考電池最初的功率轉(zhuǎn)換效率約為17%。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
添加MXenes作為摻雜劑，使科學(xué)家們能夠調(diào)整過氧化物層和電荷傳輸層之間界面的能級排列。同時，這有助于鈍化電池結(jié)構(gòu)內(nèi)的陷阱狀態(tài)，從而改善電極上的電荷提取和收集。
研究員AnastasiaYakusheva說：“我們證明了MXenes摻雜在基于氧化鎳的太陽能電池結(jié)構(gòu)中對光活性層(過氧化物)和電子傳輸層(富勒烯)的有用作用。一方面，MXenes的加入有助于使過氧化物/富勒烯界面的能級對齊，另一方面，它有助于控制薄膜器件中的缺陷濃度，并改善光電流的收集?！?/p>
俄羅斯意大利小組表示，摻雜了該化合物的電池效率提高了19.2%。他們在“Transitionmetalcarbides(MXenes)forefficientNiO-basedinvertedperovskitesolarcells”中描述了該摻雜技術(shù)，該論文最近發(fā)表在《NanoEnergy》上。
