La aplicación de MXene a células fotovoltaicas de puntos cuánticos aumenta simultáneamente la eficiencia y la estabilidad

22 de diciembre de 2023

(Noticias de Nanowerk) Un equipo de investigación dirigido por el profesor Jong-min Choi del Departamento de Ingeniería Energética ha desarrollado una tecnología que puede mejorar significativamente la eficiencia de punto cuántico células fotovoltaicas mediante la introducción de disolventes orgánicos dispersables MXeno. Los hallazgos fueron publicados en Materiales energéticos avanzados (“Fotovoltaica de punto cuántico coloidal integrada MXene dispersable en disolvente orgánico”). Comparación de la dispersabilidad del disolvente orgánico de tinta de células solares de puntos cuánticos según la modificación de la superficie de MXene. (Imagen: DGIST) Las células fotovoltaicas de puntos cuánticos han experimentado un rápido proceso de desarrollo en los últimos años. Sin embargo, el rendimiento aún es limitado debido a la desalineación del nivel de energía y las grietas superficiales donde los niveles de energía entre los materiales absorbentes de luz y los materiales de transferencia de orificios no están dispuestos adecuadamente. En particular, la desalineación del nivel de energía impide la extracción eficiente de cargas eléctricas, lo que reduce significativamente el rendimiento de las células fotovoltaicas. Para resolver este problema, el equipo de investigación del profesor Choi ha desarrollado una tecnología para aplicar el MXene de una estructura 2D a células fotovoltaicas de puntos cuánticos. El policatecol, con su excelente dispersabilidad en disolventes orgánicos, se combinó con la superficie de una estructura MXene para que pudiera aplicarse a los procedimientos de tinta de puntos cuánticos. Con la introducción de MXene, la película de puntos cuánticos formó un alto nivel de Fermi y se logró la reordenación de carga de los puntos cuánticos para resolver el problema de desajuste de alineación de niveles de energía. Además, un MXene con estructura 2D evita la penetración de metal a través del dispositivo, mejorando la eficiencia de conversión de energía del 12.8% al 13.6% y con una estabilidad térmica mejorada de aproximadamente el 30%. El profesor Choi afirmó que "en este estudio, hemos desarrollado una forma de mejorar la eficiencia de las células fotovoltaicas de puntos cuánticos y hemos presentado una idea de aplicar MXene a dispositivos electrónicos de puntos cuánticos de próxima generación". Afirmó además que "tenemos la intención de desarrollar tecnología de estabilización de superficies para mejorar la estabilidad y la eficiencia de las células fotovoltaicas de puntos cuánticos a través de futuras investigaciones".

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• Fuente: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/newsid=64308.php