Trong một bài báo đăng trên Tạp chí Hóa học Vật liệu C, các nhà nghiên cứu Brazil mô tả chiến lược nâng cao hiệu quả và độ ổn định của pin mặt trời làm từ perovskite, một vật liệu bán dẫn được sản xuất trong phòng thí nghiệm. Kết quả của dự án có thể rất tích cực cho tương lai của ngành năng lượng mặt trời.
Phương pháp được phát triển tại UNESP liên quan đến việc sử dụng một loại vật liệu gọi là MXenes. Tín dụng: CDMF
Được phát triển bởi các nhà nghiên cứu tại Đại học bang São Paulo (UNESP) ở Bauru, Brazil, phương pháp này liên quan đến việc sử dụng một loại vật liệu gọi là MXenes, một họ vật liệu hai chiều có cấu trúc giống graphene kết hợp các kim loại chuyển tiếp, carbon và/ hoặc nitơ và các nhóm chức bề mặt như florua, oxy hoặc hydroxyl. Các đặc tính của chúng bao gồm độ dẫn điện cao, độ ổn định nhiệt tốt và độ truyền qua cao (liên quan đến lượng ánh sáng truyền qua một chất mà không bị phản xạ hoặc hấp thụ).
Trong nghiên cứu, MXene Ti 3 C 2 T x đã được thêm vào polymethyl methacrylate (PMMA) để tạo thành lớp phủ thụ động, được phủ spin lên trên lớp perovskite của pin mặt trời đảo ngược. Lớp phủ thụ động được thiết kế để giảm thiểu các khuyết tật có thể có trong chất rắn đa tinh thể (trong trường hợp này là perovskite) do tương tác với môi trường hoặc cấu trúc bên trong của chúng.
Pin mặt trời Perovskite có cấu trúc phân lớp và thứ tự các lớp (kiến trúc) rất quan trọng đối với hiệu suất của chúng. Trong pin mặt trời đảo ngược, cấu trúc của thiết bị được đảo ngược để đảm bảo độ trong suốt quang học cao khi ánh sáng mặt trời chiếu tới lớp perovskite.
Việc sử dụng Ti 3 C 2 T x đã tăng hiệu suất chuyển đổi năng lượng của tế bào từ 19% lên 22%. Nó cũng làm tăng độ ổn định của các tế bào, kéo dài gấp ba lần mà không làm giảm hiệu suất so với các tế bào điều khiển (không có lớp thụ động).
Đối với João Pedro Ferreira Assunção, tác giả đầu tiên của bài báo và là ứng viên thạc sĩ trong chương trình nghiên cứu sau đại học về khoa học và công nghệ vật liệu của UNESP, kết quả thật đáng ngạc nhiên vì mục tiêu ban đầu của dự án chỉ là khắc phục sự sụt giảm hiệu suất do bổ sung thêm lớp thụ động cách điện.
Nghiên cứu về pin mặt trời perovskite hiện đang tập trung vào cách tạo ra các hệ thống sản xuất công nghiệp quy mô lớn để tạo ra pin hiệu suất cao ổn định.
"Bài báo cho thấy rằng việc bổ sung MXene có thể khả thi trong điều kiện sản xuất hàng loạt và chỉ ra cách đạt được điều này. Nó cũng mô tả một số kỹ thuật mô tả đặc tính điện, hình thái và cấu trúc mà chúng tôi đã khám phá để nâng cao hiểu biết khoa học về cách thức hoạt động của lớp phức tạp này." của các thiết bị hoạt động và chức năng," Assunção nói.
Ông nói thêm rằng nghiên cứu này là một bước đi đầy hứa hẹn hướng tới các mục tiêu bền vững là sản xuất năng lượng sạch, giảm thiểu tác động đến môi trường và đưa Brazil trở thành nhà sản xuất công nghiệp hàng đầu về pin mặt trời.
