Η εφαρμογή MXene σε φωτοβολταϊκά κύτταρα κβαντικής κουκκίδας αυξάνει ταυτόχρονα την απόδοση και τη σταθερότητα

Η εφαρμογή MXene σε φωτοβολταϊκά κύτταρα κβαντικής κουκκίδας αυξάνει ταυτόχρονα την απόδοση και τη σταθερότητα

Χρονική σήμανση: 22 Δεκεμβρίου 2023 1:49 π.μ.
Κόμβος πηγής: 3030870
22 Δεκεμβρίου 2023

(Ειδήσεις Nanowerk) Μια ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον καθηγητή Jong-min Choi του Τμήματος Ενεργειακής Μηχανικής ανέπτυξε μια τεχνολογία που μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την απόδοση του κβαντική κουκκίδα φωτοβολταϊκά κύτταρα με την εισαγωγή οργανικών διαλυτών διασπειρόμενων MXene. Τα ευρήματα δημοσιεύτηκαν στο Προηγμένα ενεργειακά υλικά (“Οργανικά διασπειρόμενα φωτοβολταϊκά MXene με κολλοειδή κβαντικά σημεία”). Σύγκριση της διασποράς του οργανικού διαλύτη μελανιού ηλιακών κυττάρων κβαντικής κουκκίδας σύμφωνα με την επιφανειακή τροποποίηση του MXene Σύγκριση της ικανότητας διασποράς του οργανικού διαλύτη μελανιού ηλιακών κυττάρων κβαντικής κουκκίδας σύμφωνα με την τροποποίηση της επιφάνειας του MXene. (Εικόνα: DGIST) Τα φωτοβολταϊκά κύτταρα Quantum Dot έχουν κάνει ταχεία αναπτυξιακή διαδικασία τα τελευταία χρόνια. Ωστόσο, η απόδοση εξακολουθεί να είναι περιορισμένη λόγω της κακής ευθυγράμμισης του ενεργειακού επιπέδου και των επιφανειακών ρωγμών όπου τα επίπεδα ενέργειας μεταξύ των υλικών που απορροφούν το φως και των υλικών μεταφοράς οπών δεν είναι σωστά διατεταγμένα. Συγκεκριμένα, η κακή ευθυγράμμιση του ενεργειακού επιπέδου εμποδίζει την αποτελεσματική εξαγωγή ηλεκτρικών φορτίων, γεγονός που μειώνει σημαντικά την απόδοση των φωτοβολταϊκών στοιχείων. Για να λύσει αυτό το πρόβλημα, η ερευνητική ομάδα του καθηγητή Choi έχει αναπτύξει μια τεχνολογία για την εφαρμογή του MXene μιας δισδιάστατης δομής σε φωτοβολταϊκά κύτταρα κβαντικής κουκκίδας. Η πολυκατεχόλη, με την εξαιρετική της ικανότητα διασποράς σε οργανικούς διαλύτες, συνδυάστηκε με την επιφάνεια μιας δομής MXene έτσι ώστε να μπορεί να εφαρμοστεί στις διαδικασίες μελανιού κβαντικής κουκκίδας. Με την εισαγωγή του MXene, το φιλμ κβαντικής κουκκίδας σχημάτισε υψηλό επίπεδο Fermi και η αναδιάταξη φορτίου των κβαντικών κουκκίδων επιτεύχθηκε για την επίλυση του προβλήματος της αναντιστοιχίας ευθυγράμμισης της ενεργειακής στάθμης. Επιπλέον, ένα 2D-δομημένο MXene αποτρέπει τη διείσδυση μετάλλων μέσω της συσκευής, βελτιώνοντας την απόδοση μετατροπής ισχύος από 2% σε 12.8% και με ενισχυμένη θερμική σταθερότητα περίπου 13.6%. Ο καθηγητής Choi δήλωσε ότι «Σε αυτή τη μελέτη, έχουμε αναπτύξει έναν τρόπο βελτίωσης της απόδοσης των φωτοβολταϊκών κυψελών κβαντικής κουκκίδας και παρουσιάσαμε μια ιδέα εφαρμογής του MXene σε ηλεκτρονικές συσκευές κβαντικής κουκκίδας επόμενης γενιάς». Δήλωσε περαιτέρω ότι «Σκοπεύουμε να αναπτύξουμε τεχνολογία σταθεροποίησης επιφάνειας για να βελτιώσουμε τη σταθερότητα καθώς και την απόδοση των φωτοβολταϊκών κυψελών κβαντικής κουκκίδας μέσω μελλοντικής έρευνας».

Σφραγίδα ώρας:

Περισσότερα από Νανοχόκ