Chengdu, iċ-Ċina – 20 ta’ Ottubru, 2025– Fi kisba importanti għall-enerġija rinnovabbli, riċerkaturi mill-Università tax-Xjenza u t-Teknoloġija Elettronika taċ-Ċina (UESTC) żviluppaw ċellula solari perovskite li laħqet effiċjenza ta 'konverżjoni tal-enerġija ċċertifikata ta' 25.13%. Dan l-avvanz ġie realizzat billi ġie inkorporat karbur tat-titanju bi-dimensjonali, magħruf bħala MXene, bħala addittiv multifunzjonali fis-saff li jassorbi d-dawl perovskite-. Din l-innovazzjoni tirrappreżenta pass sinifikanti mhux biss fit-tisħiħ tal-prestazzjoni iżda wkoll fl-indirizzar tal-isfidi kritiċi tal-istabbiltà u l-ġestjoni termali li storikament fixklu t-tnedija kummerċjali tal-fotovoltajċi perovskite.
L-istruttura taċ-ċellula l-ġdida, iddettaljata fl-istudju "MXene Multifunzjonali għall-Ġestjoni Termali f'Ċelloli Solari Perovskite" ippubblikata f'Makro-Mikro Ittri, karatteristiċi sottostrat ta 'ħġieġ u ossidu tal-landa tal-indju (ITO), saff tat-trasport tal-elettroni magħmul minn ossidu tal-landa (SnO₂), l-assorbitur tal-perovskite MXene-modifikat, saff ta' trasport ta 'toqba bl-użu ta' Spiro-OMeTAD, u kuntatt tal-metall tad-deheb .
Il-qalba ta 'dan l-avvanz tinsab fil-proprjetajiet uniċi ta' MXene. Dawn il-komposti, li jissemmew għall-istruttura tagħhom bħall-graffen-, huma magħrufa għall-konduttività metallika eċċezzjonali tagħhom, il-mobilità għolja tal-ġarriera ta' ċarġ, u l-proprjetajiet tal-wiċċ tunable . Meta Ti₃C₂Tₓ MXene nanosheets huma inkorporati fis-saff perovskite, jaġixxu bħala komponent versatili li simultanjament itejjeb id-dissipazzjoni tas-sħana u l-prestazzjoni optoelettronika.
"Il-komunità tar-riċerka tal-enerġija solari ilha tfittex materjal li jista 'fl-istess ħin jottimizza l-estrazzjoni tal-ħlas, itejjeb l-istabbiltà, u jiġi pproċessat faċilment. Il-vantaġġi multifunzjonali ta' MXene jenfasizzaw il-potenzjal kbir tiegħu għall-kostruzzjoni ta 'ċelloli solari perovskite b'effiċjenza ta' konverżjoni ta 'enerġija għolja mhux biss iżda wkoll stabbiltà termali eċċellenti, "iddikjara t-tim ta' riċerka .
Waħda mill-aktar funzjonijiet kritiċi tal-addittiv MXene hija r-rwol tiegħu fil-ġestjoni termali. Taħt dawl tax-xemx kontinwu, l-akkumulazzjoni tas-sħana fiċ-ċelloli solari hija kawża ewlenija ta 'degradazzjoni tal-prestazzjoni. It-tim ta 'riċerka wera li l-inkorporazzjoni ta' nanosheets Ti₃C₂Tₓ ħolqot mogħdijiet effiċjenti ta 'konduzzjoni tas-sħana fi ħdan il-film perovskite. Dan żied il-konduttività termali tas-saff minn 0.236 W·m⁻¹·K⁻¹ sa 0.413 W·m⁻¹·K⁻¹. Konsegwentement, it-temperatura operattiva taċ-ċellula solari taħt kundizzjonijiet ta 'illuminazzjoni standard tnaqqset b'madwar 3 gradi, minn 42.96 grad għal 39.97 grad, mitigat b'mod sinifikanti d-degradazzjoni kkaġunata tas-sħana-.
Lil hinn mill-ġestjoni termali, in-nanosheets MXene taw bosta benefiċċji oħra. Huma servew bħala passivaturi ta 'difetti effettivi fil-konfini tal-qamħ tal-kristalli perovskite, u naqqsu t-telf ta' rikombinazzjoni ta 'ċarġ. Dan wassal għal film perovskite aktar uniformi u bla xkiel b'daqs akbar tal-qamħ, kif ikkonfermat minn tnaqqis fil-ħruxija tal-film minn 24.9 nm għal 15.2 nm. Barra minn hekk, il-film tal-perovskite modifikat wera assorbiment tad-dawl aktar qawwi fir-reġjun viżibbli.
L-effett magħqud ta' dan it-titjib irriżulta fil-prestazzjoni rekord-. L-apparat taċ-ċampjin kiseb effiċjenza ta 'konverżjoni tal-enerġija ta' 25.13%, żieda sostanzjali mill-effiċjenza ta '23.70% taċ-ċellula ta' referenza mingħajr MXene. Wera wkoll karatteristiċi elettriċi superjuri, b'vultaġġ ta 'ċirkwit miftuħ - ta' 1.177 V, densità ta 'kurrent ta' ċirkwit qasir - ta '25.29 mA cm⁻², u fattur ta' mili ta '84.4%.
Forsi importanti daqs il-qabża fl-effiċjenza hija t-titjib notevoli fl-istabbiltà tal-apparat. Iċ-ċellula bbażata fuq MXene-żammet madwar 80% tal-effiċjenza inizjali tagħha wara 500 siegħa ta' espożizzjoni għal-kundizzjonijiet ta' temperatura għolja ta' 85 grad u umdità relattiva ta' madwar 30-35% . F'test ta 'stabbiltà li sar taħt atmosfera ta' nitroġenu b'traċċar tal-punt ta 'enerġija massimu, l-apparat żamm 70% tal-effiċjenza inizjali tiegħu wara 500 siegħa, b'mod drammatiku jaqbeż iċ-ċellula ta' kontroll, li ddegradat għal 20% tal-prestazzjoni oriġinali tiegħu. Din l-istabbiltà robusta hija indikatur kritiku tal-potenzjal tat-teknoloġija għal tħaddim fit-tul.
Minkejja r-riżultati promettenti, it-tim ta 'riċerka rrikonoxxa li l-isfidi jibqgħu fit-triq għall-kummerċjalizzazzjoni, primarjament relatati mal-ispiża għolja u l-kumplessità tas-sintetizzazzjoni ta' materjali Ti₃C₂Tₓ. Ir-riċerka futura se tiffoka fuq l-ottimizzazzjoni tar-rotot ta' sinteżi biex tnaqqas l-ispejjeż u ttejjeb ir-riproduċibilità. L-esplorazzjoni ta 'materjali alternattivi MXene, bħal Ti₂CTₓ, hija wkoll direzzjoni ewlenija għal xogħol futur.
Dan l-avvanz, miksub permezz tal-integrazzjoni strateġika ta 'MXene, idawwal futur isbaħ u aktar effiċjenti għall-enerġija solari. Jġib il-ġurnata meta l-fotovoltajċi perovskite ta'-prestazzjoni għolja, durabbli, u kost{2}}effettivi jsiru sors prinċipali ta' enerġija nadifa eqreb b'mod sinifikanti.
Dwar l-Università tax-Xjenza u t-Teknoloġija Elettronika taċ-Ċina (UESTC):
L-Università tax-Xjenza u t-Teknoloġija Elettronika taċ-Ċina hija università nazzjonali twila-magħrufa għall-programmi ta' riċerka tagħha li jiffokaw fuq ix-xjenzi elettroniċi u tal-informazzjoni, ix-xjenzi tal-materjali, u t-teknoloġiji tal-enerġija.
