پژوهشگران با کمک نوعی مواد نانوساختار موفق به ساخت سلولهای خورشیدی شدند که پایداری بالایی داشته و می‌تواند برق بیشتری تولید کند.
نوعی سلول‌خورشیدی با پایداری بالا ساخته شد
دانشمندان ادعا می‌کنند سلولهای خورشیدی آلی مبتنی بر Mxenes ثبات بیشتری دارند. آن‌ها نشان دادند که این سلولهای خورشیدی آلی با یک لایه انتقال‌دهنده الکترون که با کاربید تیتانیم دو بعدی (Ti3C2Tx) تقویت شده از پایداری بالایی برخوردار هستند. ساختارهای کاربید تیتانیم دو بعدی به « ۲D MXenes» شهرت دارد.
این تیم سلولهای خورشیدی را با استفاده از مواد دو بعدی ۲D MXenes در لایه‌های حمل و نقل الکترونی اکسید روی (ZNO) ساختند. ترکیبات MXenes نام خود را از مورفولوژی گرافن مانند خود می‌گیرند و از طریق اچ انتخابی لایه‌های اتمی نوعی بلور معروف به Max ساخته می‌شوند.
مواد Mxenes به دلیل خاصیت منحصر به فرد نوری، مانند هدایت فلزی عالی، انتقال نوری بالا و عملکرد قابل تنظیم (WF) برای استفاده در سلولهای خورشیدی مناسب هستند.
مورتن مادسن از محققان این پروژه گفت: «۲D MXenes امکانات منحصر به فردی را فراهم می‌کند، که ما در این کار، تحقیق بر روی خصوصیات آن‌ها در سلولهای خورشیدی انجام دادیم.»
مادسن توضیح داد: «فرآیند ایجاد لایه‌های حمل و نقل الکترونی مبتنی بر ۲D MXenes کاملاً مقیاس پذیر است و استفاده از فقط حلال‌های سبز نیز در این پروژه یک مزیت محسوب می‌شود.»
دانشمندان از یک ماده Mxenes معروف به کاربید تیتانیوم استفاده کردند که دارای خواص نوری و الکترونیکی قابل تنظیم است. این گروه برای ایجاد مزیت زیست‌محیطی، از یک حلال بدون هالوژن به عنوان حلال لایه فعال استفاده کردند.
این گروه یک سلول آلی با نیم درصد وزنی Mxenes و دیگر را با دو درصد وزنی تولید کردند. اولی به راندمان تبدیل قدرت ۱۴٫۱ ٪ و دوم به ۱۳٫۷ ٪ رسید. هر چند که سلول دومی از ثبات و پایداری بیشتری برخوردار بود. این گروه نشان داد که دستگاه دومی کمی بازده پایین‌تری داشت اما با توجه به پایداری بالاتر، در مجموع عملکرد بهتری نسبت به دستگاه اول دارد. آن‌ها نشان دادند که دستگاه دوم سه برابر بیشتر از دستگاه‌های مرجع تولید برق داشت. آن‌ها معتقداند که این افزایش توان تولید برق به دلیل جلوگیری از تخریب اکسید روی است که خواص فتوکاتالیسیتی دارد.
