L'application de MXene aux cellules photovoltaïques à points quantiques augmente simultanément l'efficacité et la stabilité

(Actualités Nanowerk) Une équipe de recherche dirigée par le professeur Jong-min Choi du Département de génie énergétique a développé une technologie qui peut améliorer considérablement l'efficacité des point quantique cellules photovoltaïques en introduisant un solvant organique dispersible MXène. Les résultats ont été publiés dans Matériaux énergétiques avancés (« Photovoltaïque à points quantiques colloïdaux intégrés MXene dispersible dans un solvant organique »). Comparaison de la dispersibilité du solvant organique de l'encre des cellules solaires à points quantiques en fonction de la modification de surface du MXène. (Image : DGIST) Les cellules photovoltaïques à points quantiques ont connu un développement rapide ces dernières années. Cependant, les performances sont encore limitées en raison du désalignement des niveaux d'énergie et des fissures de surface où les niveaux d'énergie entre les matériaux absorbant la lumière et les matériaux de transfert de trous ne sont pas correctement disposés. Notamment, le désalignement des niveaux d’énergie empêche l’extraction efficace des charges électriques, ce qui réduit considérablement les performances des cellules photovoltaïques. Pour résoudre ce problème, l’équipe de recherche du professeur Choi a développé une technologie permettant d’appliquer le MXène d’une structure 2D aux cellules photovoltaïques à points quantiques. Le polycatéchol, avec son excellente dispersibilité dans les solvants organiques, a été combiné à la surface d'une structure MXène afin de pouvoir être appliqué aux procédures d'encre à points quantiques. Avec l'introduction du MXene, le film de points quantiques a formé un niveau de Fermi élevé et le réarrangement des charges des points quantiques a été réalisé en résolvant le problème de non-concordance d'alignement des niveaux d'énergie. De plus, un MXène structuré en 2D empêche la pénétration du métal à travers l'appareil, améliorant ainsi l'efficacité de conversion de puissance de 12.8 % à 13.6 % et avec une stabilité thermique améliorée d'environ 30 %. Le professeur Choi a déclaré : « Dans cette étude, nous avons développé un moyen d'améliorer l'efficacité des cellules photovoltaïques à points quantiques et avons présenté une idée d'application du MXene aux dispositifs électroniques à points quantiques de nouvelle génération. » Il a en outre déclaré : « Nous avons l’intention de développer une technologie de stabilisation de surface pour améliorer la stabilité ainsi que l’efficacité des cellules photovoltaïques à points quantiques grâce à des recherches futures. »

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