نوعی سلول‌ خورشیدی با پایداری بالا ساخته شد

پژوهشگران با کمک نوعی مواد نانوساختار موفق به ساخت سلول‌های خورشیدی شدند که پایداری بالایی داشته و می‌تواند برق بیشتری تولید کند.

به گزارش پایگاه خبری کوشا خبر ، دانشمندان ادعا می‌کنند سلول‌های خورشیدی آلی مبتنی بر Mxenes ثبات بیشتری دارند. آن‌ها نشان دادند که این سلول‌های خورشیدی آلی با یک لایه انتقال‌دهنده الکترون که با کاربید تیتانیوم دو بعدی (Ti3C2Tx) تقویت شده از پایداری بالایی برخوردار هستند. ساختارهای کاربید تیتانیوم دو بعدی به « ۲D MXenes» شهرت دارد.

این تیم سلول‌های خورشیدی را با استفاده از مواد دو بعدی ۲D MXenes در لایه‌های حمل و نقل الکترونی اکسید روی (ZNO) ساختند. ترکیبات MXenes نام خود را از مورفولوژی گرافن مانند خود می‌گیرند و از طریق اچ انتخابی لایه‌های اتمی نوعی بلور معروف به Max ساخته می‌شوند.

مواد Mxenes به دلیل خاصیت منحصر به فرد نوری، مانند هدایت فلزی عالی، انتقال نوری بالا و عملکرد قابل تنظیم (WF) برای استفاده در سلول‌های خورشیدی مناسب هستند.مورتن مادسن از محققان این پروژه گفت: «۲D MXenes امکانات منحصر به فردی را فراهم می‌کند که ما در این کار، تحقیق روی خصوصیات آنها را در سلول‌های خورشیدی انجام دادیم.

مادسن توضیح داد: فرآیند ایجاد لایه‌های حمل و نقل الکترونی مبتنی بر ۲D MXenes کاملاً مقیاس‌پذیر است و استفاده از فقط حلال‌های سبز نیز در این پروژه یک مزیت محسوب می‌شود.

دانشمندان از یک ماده Mxenes معروف به کاربید تیتانیوم استفاده کردند که دارای خواص نوری و الکترونیکی قابل تنظیم است. این گروه برای ایجاد مزیت زیست‌محیطی، از یک حلال بدون هالوژن به عنوان حلال لایه فعال استفاده کردند.

این گروه یک سلول آلی با نیم درصد وزنی Mxenes و دیگر را با دو درصد وزنی تولید کردند. اولی به راندمان تبدیل قدرت ۱۴٫۱ درصد و دوم به ۱۳٫۷ درصد رسید. هر چند که سلول دومی از ثبات و پایداری بیشتری برخوردار بود. این گروه نشان داد که دستگاه دومی کمی بازده پایین‌تری داشت، اما با توجه به پایداری بالاتر، در مجموع عملکرد بهتری نسبت به دستگاه اول دارد. آنها نشان دادند که دستگاه دوم سه برابر بیشتر از دستگاه‌های مرجع تولید برق داشت. آن‌ها معتقدند که این افزایش توان تولید برق به دلیل جلوگیری از تخریب اکسید روی است که خواص فتوکاتالیستی دارد.