El equipo de investigación de NUST MISIS presentó una estructura mejorada de células solares de perovskita. Los científicos han modificado las células solares basadas en perovskita con MXenes, carburos de titanio 2D delgados con alta conductividad eléctrica. Las celdas modificadas basadas en MXenes mostraron un rendimiento superior, una eficiencia de conversión de energía superior al 19% (la referencia mostró un 17%) y una mejora de la producción de energía estable con respecto a los dispositivos de referencia. Los resultados han sido publicados en Nano energía revista.

Perovskita Células solares Es una tecnología de energía alternativa prometedora en todo el mundo. Se puede imprimir en impresoras de inyección de tinta o de boquillas especiales con una cantidad mínima de vacío. Esto reduce el costo Dispositivo En comparación con la tecnología convencional de células solares de silicio.

Sus otras ventajas son la flexibilidad (las células solares se pueden fabricar sobre sustratos de PET, que es un material común para las botellas de plástico) y la compacidad. Perovskita solar Células Se pueden instalar en paredes de edificios y superficies curvas de superficies panorámicas de automóviles y reciben una fuente de alimentación independiente.

La unidad de perovskita tiene una estructura de sándwich: hay un proceso de recolección de electrones entre las capas. Como resultado, la energía de la luz solar se convierte en energía eléctrica. Las capas son muy delgadas, de 10 a 50 nanómetros, y el «sándwich» en sí es más delgado que un cabello humano. El montaje de los portadores de carga debe realizarse en células solares con pérdidas mínimas durante la transferencia de electrones. Reducir estas pérdidas en el dispositivo aumentará la potencia de la célula solar.

Un grupo científico de físicos de NUST MISIS y la Universidad Tor Vergata (Roma, Italia) demostró experimentalmente que agregar una pequeña cantidad de MXenes a base de carburo de titanio a las capas absorbentes de luz de perovskita mejora el proceso de transmisión electrónica y mejora el rendimiento de la célula solar. El nombre – MXenes proviene del proceso de síntesis. El material se fabrica perforando y despegando los carburos metálicos aluminizados finamente molidos y finamente recubiertos (fases MAX – Carburos hexagonales y nitruro).

El coautor del artículo dijo: «En este trabajo, demostramos un papel beneficioso para el abuso de MXenes tanto para la capa fotoactiva (perovskita) como para la capa de transporte de electrones (fullereno) en la arquitectura de células solares a base de óxido de níquel», dijo un investigador. del Laboratorio Solar Avanzado NUST MISIS, estudiante de posgrado Anastasia Yakusheva. Por un lado, MXenes ayuda a alinear Niveles de energía En el PerovskitaLa interfaz de fullereno, por otro lado, ayuda a controlar la concentración de defectos en el aparato de película delgada y mejora la recolección de corriente luminosa.

Las células solares desarrolladas con el nuevo enfoque mostraron propiedades mejoradas con A. Eficiencia de conversión de energía Superando el 19%. Esto es un 2% más en comparación con los dispositivos de referencia.

El enfoque sugerido por los desarrolladores se puede cambiar fácilmente a módulos y paneles de gran formato. El dopaje con MXenes no cambia la secuencia de fabricación y solo la incorpora en la etapa inicial de preparación de la tinta sin cambios en la arquitectura del dispositivo.

Proporcionado por la Universidad Nacional de Ciencia y Tecnología MISIS