به گزارش ثریا - گروهی از پژوهشگران در دانشگاه باسک (UPV/EHU) اسپانیا با افزودن یک لایه بسیار نازک از ماده نوظهور MXene در رابط بین لایه الکترون‌بر و جذب‌کننده پروسکایت، موفق شدند بازده تبدیل انرژی یک سلول خورشیدی پروسکایت را به ۲۵.۷۵ درصد برسانند؛ عددی که رکورد برای سلول‌های بر پایه MXene یا هر ماده دوبعدی دیگر محسوب می‌شود. افزون بر کارایی بالا، پایداری سلول نیز چشمگیر است، طوری که پس از ۱۲۰۰ ساعت آزمایش، بیش از ۹۵ درصد کارایی خود را حفظ کرده است. این نتیجه نویدبخش فصل تازه‌ای برای پنل‌های خورشیدی نازک، کارآمد و اقتصادی است.
نکته کلیدی در این موفقیت، استفاده از لایه‌ای بسیار نازک از ماده دوبعدی «MXene» (تیتانیوم-کاربید Ti₃C₂Tx) است که در رابط میان لایه الکترون‌بر (ETL) و لایه جذب‌کننده پروسکایت قرار گرفته است.
MXene — نامی که به دلیل شباهت ساختاری این ماده به گرافن انتخاب شده، با خواص الکترونیکی و نوری ویژه‌اش توجه پژوهشگران را جلب کرده است: رسانایی فلزی بالا، قابلیت عبور نور، جابه‌جایی بالای حامل بار و قابلیت تنظیم تابع کار (work function).
در این پروژه، محققان لایه MXene را در مرز میان لایه SnO₂ (به عنوان ETL) و لایه پروسکایت قرار دادند تا نقص‌ها و خلأهای اکسیژنی را کاهش دهند و استخراج بار الکتریکی را بهینه کنند. به گفته یکی از پژوهشگران، «MXene با ترمیناسیون کلر (Cl-terminated) که استفاده کردیم، به‌طور چشمگیری خلأهای اکسیژن را در سطح رابط کاهش داد».
نتیجه این بود که پراکندگی ذرات و تشکیل حفره‌های ریز (پین‌هول‌ها) که معمولاً در پراکنش MXene در لایه جذب‌کننده رخ می‌دهد، تا حد زیادی کاهش یافت. با تصویربرداری میکروسکوپ الکترونی (SEM) و طیف‌نگاری رامان، آن‌ها دریافتند که این لایه MXene باعث تغییر در الگوی بلورین پروسکایت و بهبود کیفیت کریستالی آن می‌شود.
علاوه بر این، اتصال بین لایه MXene و سطح SnO₂ سبب شد تا نقص‌ها و خلأهای موجود روی سطح SnO₂ برطرف شود و تعامل منفی با عیوب سطحی کاهش یابد.
سلولی که ساخته شد، بر پایه بستر ITO و با ساختار: ITO / SnO₂ ETL / لایه MXene / جذب‌کننده پروسکایت / لایه انتقال حفره (HTL) بر پایه اسپایرو-اُمتاد (Spiro-OMeTAD) / تماس فلزی طلا، مهیا شد.
هنگام آزمایش تحت روشنایی استاندارد، این سلول بازده تبدیل توان ۲۵.۷۵ درصد، ولتاژ مدار باز ۱۱۸۴ میلی‌ولت، چگالی جریان کوتاه‌مدت ۲۵.۹۳ mA/cm² و فاکتور پر شدن (fill factor) ۸۴ درصد را ثبت کرد. برای مقایسه، سلولی مشابه بدون لایه MXene بازده ۲۳.۰۳ درصد، ولتاژ ۱۱۳۱ میلی‌ولت، چگالی جریان ۲۵.۳۷ mA/cm² و فاکتور پر شدن ۸۰ درصد داشت.
نکته مهم دیگر پایداری طولانی‌مدت این سلول است؛ پس از ۱۲۰۰ ساعت قرارگیری در شرایط آزمایش، ۹۵.۵ درصد از بازده اولیه حفظ شد؛ در حالی‌که سلول مرجع (بدون MXene) فقط ۷۶.۹ درصد عملکرد اولیه را نگاه داشت.
به گفته دانشمندان، این «بالاترین عملکرد و پایداری گزارش‌شده با استفاده از MXene یا هر ماده دوبعدی دیگر» است. موفقیت به هم‌افزایی دو عامل «ولتاژ مدار باز بالاتر» و «فاکتور پر شدن بهتر» برمی‌گردد که ناشی از کاهش بازترکیب غیرتشعشعی (non-radiative recombination) و بهبود استخراج بار در رابط SnO₂–پروسکایت است.
در ادامه، محققان از همین ساختار در قالب یک ماژول استفاده کردند و بازده ۲۱.۷۶ درصد با پایداری ارتقاء یافته مشاهده کردند. آن‌ها تاکید کرده‌اند که تحقیقات بعدی بر مقیاس‌بندی از سلول آزمایشی به ماژول کامل متمرکز خواهد بود.
پیشتر تلاش‌هایی برای استفاده از MXene در سلول‌های خورشیدی پروسکایت انجام گرفته بود که بازده‌هایی نظیر ۲۳ درصد، ۱۷ درصدو ۲۵.۱۳ درصد گزارش شده بود؛ اما هیچ‌کدام همزمان هم سطح کارایی فعلی و هم پایداری بلندمدت را ارائه نکرده بودند. این دستاورد نه فقط گامی در ارتقای سلول‌های پروسکایت مبتنی بر مواد دوبعدی است، بلکه جهشی امیدوارکننده به سوی نسل جدید پنل‌های خورشیدی ارزان، نازک و کارآمد است.
منبع ک گزافن
توییت صفحه فرمانده کل سپاه به مناسبت روز هوافضا و بازنشر بخشی از پیام ایشان
روایتی از زندگی و میراث شهید حسن طهرانی‌مقدم در برنامه تلویزیونی «نردبان»
انتشار یک قطعه موسیقایی جدید به مناسبت شهادت حضرت زهرا (س)
تلاش نمایش «کورش» برای بازسازی اسطوره قهرمان و پیوندزدن گذشته با اکنون
آنچه کیهان کلهر درباره کتاب «بهجت الروح» گفت
دست‌نوشته رهبر شهید انقلاب برای تقدیر از شهید حسن طهرانی مقدم
تصویر منتشرشده در رسانه‌ها تحت عنوان تست موشک در آسمان غرب تهران
ساخت نانوذرات دارویی ضدسرطان با نور خورشید در زمانی کوتاه
رقابت ۸ هزار نفر در آزمون پذیرش دانشجوی پزشکی از لیسانس ۱۴۰۵
حمایت ویژه از پژوهشگران پسادکتری در قالب طرح شهید چمران
ضرورت ایجاد فضای امن و با نشاط در مدارس سمپاد
آغاز ثبت‌نام اعتکاف دانش‌آموزی ۱۴۰۵
اپل و سامسونگ برای ورود به بازار چین دست به دامن هوش مصنوعی محلی شدند
روبات جدید گوگل آسیب نرساندن به کودکان را می‌آموزد
سند توسعه متوازن دانشگاه‌های علوم پزشکی در دست بازنگری قرار دارد
ثبت‌نام تک‌دروس دانشگاه علوم پزشکی هوشمند از ۲۳ آبان آغاز می‌شود
کشف سیاره ای که ناگهان ناپدید شد!
آزمون صلاحیت حرفه ای گروه پرستاری دی ماه ۱۴۰۵ برگزار می‌شود
تصویب ساماندهی مراکز تحقیقات و شبکه‌های تحقیقات و فناوری علوم پزشکی
دلایل افت رتبه دانشگاه‌ها در رتبه بندی‌ها چیست؟
مرکز جدید برای برگزاری آزمون الکترونیکی زبان انگلیسی «تولیمو» ایجاد شد
چرا شناخت هوش هیجانی کودکان مهم است؟
زمزمه‌های استعفای مدیر انویدیا آغاز شد
«مواد و ساخت پیشرفته» پیشران اقتدار صنعتی و ارتقای تاب‌آوری فناورانه
سناریوهای ورود با تأخیر دانشجویان نوورود گروه علوم پزشکی بررسی شد
هکرها نهاد ناظر بر امنیت مالی کره جنوبی را هک کردند
دانشگاه آزاد درباره عدم اعتبار بورسیه‌های متفرقه اطلاعیه داد
چرا سهم شیر دانش‌آموزان به ۳۰ نوبت محدود شد؟
خدمات بیمه‌ای فرهنگیان قزوین در مسیر ارتقا و تسهیل دسترسی
نهضت مدرسه‌سازی خوزستان تا مهر ۱۴۰۷ به سرانجام می‌رسد
درخشش دانش‌آموزان البرزی با کسب ۱۵ مدال علمی
مزار پنهان دختر پیامبر(ص)، تناقضی که تاریخ صدر اسلام را به چالش می‌کشد
فارسی در هند فقط زبان شعر نبود
کتاب «کهکشان نیستی» به زبان عربی ترجمه و منتشر شد
زینب طهرانی‌مقدم: شعر ما را به شناخت عمیقی از اسطوره‌های ملی می‌رساند
برای شناخت دختر پیامبر(ص)، این ۱۰ کتاب را بخوانید
شاگردی که تا پای شهادت از مکتب طهرانی‌مقدم جدا نشد
مکرون: هوش مصنوعی خطرناک باید برای کودکان ممنوع شود
تغییرات تکمیل ظرفیت دستیاری فوق تخصصی اعلام شد؛ تمدید مهلت ثبت نام
دانشجویان متأهل ملزم به بازپرداخت یکجای وام ودیعه مسکن شدند
تقویم جدید آزمون زبان انگلیسی MHLE سال ۱۴۰۵ منتشر شد
قبل از خرید قطعات آسانسور این 7 نکته را بدانید
مهلت دانشجویان الزهرا(س) برای ثبت‌نام وام تحصیلی و ودیعه مسکن متأهلی
اعلام نتیجه اولیه آزمون سردفتری اسناد رسمی نوبت سال ۱۴۰۴
مجموعه‌رباعی «دوستش داشته باش» سروده میلاد عرفان‌پور منتشر شد
روایت زندگینامه شهید حاج اسماعیل رضایی منتشر می‌شود
۱۵ درصد مدارس کشور در برنامه بازرسی‌های دوره‌ای قرار می‌گیرند
ارائه ۸۵ طرح دانش‌آموزی در بیست‌وهشتمین جشنواره جوان خوارزمی
تصویر منتشر شده از جاسک
تصویری از عملیات های نیروی هوایی ارتش در شب های اخیر
رژیم چنج در آمریکا رخ داد+عکس
امروز آخرین مهلت اعتراض به آزمون‌های ارشد و دکتری علوم پزشکی
نسخه پیشنهادی سند حکمرانی نظام‌های ارزیابی آموزش عالی بررسی شد
طرح نوین تغذیه با محوریت دانشجویان اجرا می‌شود
پژوهش مسئله‌محور؛ کلید استفاده واقعی از ظرفیت علمی دانشگاه‌ها
استارلینک پایان حکمرانی ارتباطات در ایران است؟
هکرها با دمای بانک خون فرانسه بازی کردند و آن را بالا بردند
تصویب کلیات آیین‌نامه جدید ارتقای اعضای هیئت علمی
دانشگاه شهید بهشتی دلایل عدم تعلق وام دانشجویی را اعلام کرد
فاز دوم آمایش آموزش عالی به‌روز شد
داریوش فرهنگ گوینده یک مستند شد
ابلاغ مصوبه جدید شرکت مجدد در آزمون دستیاری پزشکی توسط رئیس جمهور
رابرت پتینسون با چهلمین جایزه سینماتک آمریکا تجلیل می‌شود
اجرای کنسرت‌نمایش «فرهاد» در تماشاخانه نوفل لوشاتو
اجرای نمایش «خاک نشینان» در فرهنگسرای نیاوران
شکست ترامپ سوژه کارلوس لطوف شد
اهمیت آموزش اخلاق و رفتار حرفه‌ای در محیط دانشگاه به پزشکان جوان
تأکید بر حمایت از ظرفیت‌های بومی امنیت سایبری
لزوم متناسب‌سازی مستمر آموزش علوم پزشکی با نیازهای نظام سلامت
تصویر/فراز مهم پیام رهبر انقلاب
۲ پهپاد لوکاس غنیمت گرفته شدهٔ دشمن آمریکایی توسط سپاه+عکس
آزمون وکالت کانون وکلای دادگستری ۱۴۰۵ با حضور ۱۰۱ هزار نفر برگزار شد
دانش‌آموزان ایران پای آرمان‌های انقلاب و دفاع از وطن ایستاده‌اند
اخذ مجوز استخدام ۹ معلم بازمانده حادثه دبستان شجره طیبه میناب
فوتبال از مدرسه تا تیم ملی؛ وعده تازه برای کشف استعداد در دانش‌آموزان
ایلان ماسک اسپیس ایکس و تسلا را ادغام می‌کند؟
ترامپ اورکل را وادار به عقب نشینی از قرارداد با تراشه ساز چینی کرد
تصمیم جدید وزارت علوم درباره درخواست دانشگاه‌ها برای ایجاد رشته جدید
با وجود تحریم‌ها، تجهیزات کوانتومی بومی در حال ساخت است
وام تحصیلی این دانشجویان ۵۰ درصد افزایش می‌یابد
امروز آخرین مهلت اعتراض به آزمون‌های ارشد و دکتری علوم پزشکی
اعلام نتیجه اولیه آزمون سردفتری اسناد رسمی نوبت سال ۱۴۰۴
دانشگاه شهید بهشتی دلایل عدم تعلق وام دانشجویی را اعلام کرد
تصویری از عملیات های نیروی هوایی ارتش در شب های اخیر
تصویب کلیات آیین‌نامه جدید ارتقای اعضای هیئت علمی
ارائه ۸۵ طرح دانش‌آموزی در بیست‌وهشتمین جشنواره جوان خوارزمی
مهلت دانشجویان الزهرا(س) برای ثبت‌نام وام تحصیلی و ودیعه مسکن متأهلی
۱۵ درصد مدارس کشور در برنامه بازرسی‌های دوره‌ای قرار می‌گیرند
اجرای نمایش «خاک نشینان» در فرهنگسرای نیاوران
طرح نوین تغذیه با محوریت دانشجویان اجرا می‌شود
نسخه پیشنهادی سند حکمرانی نظام‌های ارزیابی آموزش عالی بررسی شد
فاز دوم آمایش آموزش عالی به‌روز شد
داریوش فرهنگ گوینده یک مستند شد
تصویر منتشر شده از جاسک
اجرای کنسرت‌نمایش «فرهاد» در تماشاخانه نوفل لوشاتو
استارلینک پایان حکمرانی ارتباطات در ایران است؟
رژیم چنج در آمریکا رخ داد+عکس
روایت زندگینامه شهید حاج اسماعیل رضایی منتشر می‌شود
هکرها با دمای بانک خون فرانسه بازی کردند و آن را بالا بردند
مجموعه‌رباعی «دوستش داشته باش» سروده میلاد عرفان‌پور منتشر شد
شکست ترامپ سوژه کارلوس لطوف شد
ابلاغ مصوبه جدید شرکت مجدد در آزمون دستیاری پزشکی توسط رئیس جمهور
تقویم جدید آزمون زبان انگلیسی MHLE سال ۱۴۰۵ منتشر شد
رابرت پتینسون با چهلمین جایزه سینماتک آمریکا تجلیل می‌شود
پژوهش مسئله‌محور؛ کلید استفاده واقعی از ظرفیت علمی دانشگاه‌ها
دانشجویان متأهل ملزم به بازپرداخت یکجای وام ودیعه مسکن شدند
قبل از خرید قطعات آسانسور این 7 نکته را بدانید
تغییرات تکمیل ظرفیت دستیاری فوق تخصصی اعلام شد؛ تمدید مهلت ثبت نام
مکرون: هوش مصنوعی خطرناک باید برای کودکان ممنوع شود
تصویب ساماندهی مراکز تحقیقات و شبکه‌های تحقیقات و فناوری علوم پزشکی
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.