به گزارش آژانس رویدادهای مهم نفت و انرژی "نفت ما"، پژوهشگران با کمک نوعی مواد نانوساختار موفق به ساخت سلول‌ خورشیدی شدند که پایداری بالایی دارد و می‌تواند برق بیشتری تولید کند.
محققان ادعا می‌کنند سلول‌ های 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 (Ti۳C۲Tx) تقویت شده از پایداری بالایی برخوردار هستند. ساختارهای کاربید تیتانیم دو بعدی به « ۲D MXenes» معروف است.
این گروه تحقیقاتی، 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.
این مواد 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.
وی توضیح داد: فرآیند ایجاد لایه‌های حمل و نقل الکترونی مبتنی بر ۲D MXenes به طور کامل مقیاس پذیر است و فقط استفاده از 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 ۲ درصد وزنی تولید کردند. اولی به بازدهی تبدیل قدرت ۱۴٫۱ درصد و دوم به ۱۳٫۷ درصد رسید. هر چند که سلول دومی از ثبات و پایداری بیشتری برخوردار بود.
محققان نشان دادند که دستگاه دوم 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.
این گروه تحقیقاتی معتقد است که این افزایش توان تولید برق به دلیل جلوگیری از تخریب اکسید روی است که خواص فتوکاتالیسیتی دارد.