俄羅斯國(guó)立科技大學(xué)(MISiS)和意大利TorVergata大學(xué)的科學(xué)家們通過(guò)使用具有高導(dǎo)電性的二維碳化鈦，將一種倒置的過(guò)氧化物太陽(yáng)能電池的效率提高了約2%。

該單元應(yīng)包括基于二維（2D）鈣鈦礦的單元的優(yōu)勢(shì)，該單元通常比“常規(guī)”三位（3D）結(jié)構(gòu)提供更多的疏水性和熱穩(wěn)定性。但是，它還應(yīng)包括3D鈣鈦礦電池的優(yōu)點(diǎn)，它可以提供強(qiáng)光吸收，良好的電荷載流子傳輸和更高的功率轉(zhuǎn)換效率。

研究人員使用了MXenes，這是一個(gè)新的二維過(guò)渡金屬碳化物家族。這些化合物的名稱來(lái)自于它們類似石墨烯的形態(tài)，是通過(guò)選擇性地蝕刻被稱為MAX的塊狀晶體的某些原子層而制成的。

研究人員說(shuō)：“將少量的碳化鈦基MXenes添加到吸光的過(guò)氧化物層中，可以改善電子傳輸過(guò)程，優(yōu)化太陽(yáng)能電池的性能。”

科學(xué)家們將該技術(shù)應(yīng)用于一種基于鎳(II)氧化物(NiO)空穴傳輸層的倒置配置(p-i-n)的過(guò)氧化物電池。該參考電池最初的功率轉(zhuǎn)換效率約為17%。

添加MXenes作為摻雜劑，使科學(xué)家們能夠調(diào)整過(guò)氧化物層和電荷傳輸層之間界面的能級(jí)排列。同時(shí)，這有助于鈍化電池結(jié)構(gòu)內(nèi)的陷阱狀態(tài)，從而改善電極上的電荷提取和收集。

研究員AnastasiaYakusheva說(shuō)：“我們證明了MXenes摻雜在基于氧化鎳的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)中對(duì)光活性層(過(guò)氧化物)和電子傳輸層(富勒烯)的有用作用。一方面，MXenes的加入有助于使過(guò)氧化物/富勒烯界面的能級(jí)對(duì)齊，另一方面，它有助于控制薄膜器件中的缺陷濃度，并改善光電流的收集?！?/p>

俄羅斯意大利小組表示，摻雜了該化合物的電池效率提高了19.2%。他們?cè)凇癟ransitionmetalcarbides(MXenes)forefficientNiO-basedinvertedperovskitesolarcells”中描述了該摻雜技術(shù)，該論文最近發(fā)表在《NanoEnergy》上。