NUST MISIS 的研究团队展示了钙钛矿太阳能电池的改进结构。科学家们已经使用 MXenes(具有高导电性的薄二维碳化钛)改进了基于钙钛矿的太阳能电池。基于 MXenes 的改良电池表现出卓越的性能，功率转换效率超过 19%(参考显示为 17%)，并且相对于参考设备提高了稳定的功率输出。结果已发表在《纳米能源》杂志上。

钙钛矿太阳能电池是全球有前途的替代能源技术。它们可以在特殊的喷墨或槽模打印机上以最少的真空过程打印。与传统的硅太阳能电池技术相比，这降低了设备的成本。

它们的其他优点是灵活性(太阳能电池可以在 PET 基材上制造，PET 是塑料瓶的常用材料)和紧凑性。钙钛矿太阳能电池可以安装在建筑物的墙壁和汽车全景天窗的曲面上，接受独立供电。

钙钛矿模块具有三明治结构：层与层之间有一个收集电子的过程。结果，太阳光的能量被转换成电能。这些层非常薄——从 10 到 50 纳米，“三明治”本身比人的头发还要薄。太阳能电池中电荷载流子的收集应该在电子传输过程中损失最小。装置中这种损耗的减少将增加太阳能电池的功率。

来自 NUST MISIS 和 Tor Vergata 大学(罗马)的一组物理学家通过实验表明，在吸光钙钛矿层中添加少量碳化钛基 MXenes 可以改善电子传输过程并优化性能的太阳能电池。名称——MXenes 来自合成过程。该材料是通过蚀刻和剥离预先涂有铝的原子级薄金属碳化物(MAX 相——层状六方碳化物和氮化物)制成的。

“在这项工作中，我们证明了 MXenes 在基于氧化镍的太阳能电池结构中的光敏层(钙钛矿)和电子传输层(富勒烯)掺杂的有用作用，”该论文的合著者说。 ，来自 NUST MISIS 高级太阳能实验室的研究员，研究生 Anastasia Yakusheva。“在一方面，加入MXenes有助于对准能级在钙钛矿/富勒烯接口，并且，在另一方面，它有助于控制在薄膜器件的缺陷的浓度，并改进的收集光电流。”

使用新方法开发的太阳能电池显示出改进的特性，功率转换效率超过 19%。与参考设备相比，这多出 2%。

开发人员提出的方法可以轻松扩展到模块和大面积面板的格式。使用 MXenes 掺杂不会改变制造顺序，并且仅集成到墨水制备的初始阶段，而不会改变设备的架构。