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
۴۸ هزار بازمانده از تحصیل به مدرسه بازگشتند
توزیع رایگان شیر و تغذیه در مدارس دولتی ابلاغ شد
پیام تسلیت حجتالاسلام رستمی در پی ارتحال آیتالله شبیری زنجانی
۲۵۰۰ دانشجو در سراسر کشور وام شرافتی دریافت میکنند
لغو ممنوعیت انتقال دانشجویان کارشناسی ارشد و دکتری تخصصی علوم پزشکی
شرایط تخصیص خوابگاههای متأهلی اعلام شد
شیوه پرداخت یارانه دانشجویی تغذیه اعلام شد
عدم امکان تمدید زمان انتخاب رشته محل پنجاهوسومین آزمون دستیاری پزشکی
در آغوش فرشتهها
تحصن ۳ روزه اعضای هیئتعلمی در اعتراض به بلاتکلیفی کدهای استخدامی
آغاز حضوری کلاسهای دانشگاه شریف از ۴ مهرماه
سرپرست دانشگاه ملی مهارت منصوب شد
دبیرشورای عالی انقلاب فرهنگی درگذشت آیتالله شبیری زنجانی را تسلیت گفت
نگاهی به زندگی آیت الله شبیری زنجانی؛ مجاهدت در مسیر رشد حوزه
روایت پدر آیت الله شبیری زنجانی از آثار منع زکات و قحطی زنجان
تعطیلی حوزه علمیه نجف در پی درگذشت آیتالله العظمی شبیری زنجانی
هشتاد و دومین شعبه خودرو۴۵ در ستارخان تهران افتتاح شد
صدرنشینی پژوهشگاه ملی سرطان جهاددانشگاهی در بین مراکز تحقیقات پزشکی
سازماندهی اطلاعات ۴۰ هزار پایاننامه ایرانیان خارج از کشور در ایرانداک
سرپرست پارک علم و فناوری فارس منصوب شد
دلتنگ لبخند آقای شهیدیم...
دلیل تأخیر در بازنگری نقشه جامع علمی از زبان دبیر شورای عالی انقلاب فرهنگی
دارویی که تمام نشانگرهای سرطان را از بین برد
بارش بیشتر باران باعث از بین رفتن خشکسالی میشود؟
اولین پرواز مداری «استارشیپ» به تعویق افتاد
تصویر وایرال شده از سرباز اوکراینی
اپل، سامسونگ و گوگل متهم به نقض پتنت صدای فضایی
۸۴ دانشآموز و ۱۸ معلم تهرانی در دو جنگ اخیر به شهادت رسیدند
تغییر کتابهای درسی پایه اول؛ از فارسی تا ریاضی
وزیر آموزش و پرورش: دریافت وجه هنگام ثبتنام مدارس دولتی ممنوع است
۱۵۰۷ فضای آموزشی در جنگ دچار آسیب شد
«دلیران» اولین مستندمسابقه برای کودکان است/ پخش از شبکه کودک
انیمیشن ایرانی «سفینه نجات» امیدبخش است
رونمایی از یک صدای گمشده در کنسرت سازهای ایرانی بنیاد رودکی
راویان جنگ رمضان در رادیو صبا تجلیل میشوند
نتایج المپیاد علمی دانشجویان علوم پزشکی کشور اعلام شد
فرصت مجدد شرکت در آزمون دکتری تخصصی و پژوهشی علوم پزشکی ۱۴۰۵ فراهم شد
برگزیدگان بیستمین دوره مسابقات ربوکاپ آزاد ایران معرفی شدند
اوپن ای آی هم هک شد
تأکید رئیس دانشگاه تهران و سفیر پاکستان بر تقویت دیپلماسی علمی
ورود بیش از ۷۵۰ هزار دانشجوی جدید به دانشگاهها در مقاطع مختلف
اعلام ۱۰ اولویت پژوهشی برای اتصال ریلی چین به اروپا از مسیر ایران
فراخوان اولویتهای پژوهشی و فناوری سازمان سنجش آموزش کشور منتشر شد
کلاسهای دانشگاههای غیردولتی غیرانتفاعی حضوری برگزار میشود
روایت ۲۰۰ شب استقامت تاریخی در ایران
«انسان و حیوان»؛ گفتگوی کشیشی مسیحی و روحانی مسلمان درباره اخلاق
آیا «الگوریتمها» ما را از نو می سازند!؟ چالش انسان عصر دیجیتال
لیگهای صنعتی ربوکاپ از سال آینده راه اندازی میشود
عرضه دستاوردهای شرکتهای دانشبنیان در نمایشگاه فناوریهای پیشرفته چین
تأکید بر پرورش نسلی دانا، اخلاقمدار و پاسخگو به نیازهای جامعه
هوش چینی در یک وب سایت دولتی آمریکا
نخستین اختراع کشور در زمینه سلول زیستی خورشیدی
امام حسن عسکری(ع) چگونه شیعه را برای عصر غیبت آماده کرد؟
روایتی از نخستین شاهدان تولد امام زمان(عج)؛ مهمترین اقدام امام عسکری
افزایش ۶۰ درصدی مشروطی دانشجویان پس از کرونا
مهلت مجدد ثبتنام آزمون کارشناسی ارشد گروه پزشکی ۱۴۰۵ از ۴ مهرماه
سال تحصیلی دانشگاهها از امروز آغاز شد
تصویر استاد شفیعی کدکنی روی دیوارنگاره میدان جهاد
آغاز ثبتنام نوزدهمین همایش جامع «انتخاب شریف»
رویدادها و اتفاقات، بحران نیستند؛ نحوه مواجهه میتواند بحرانساز باشد
یادداشت کمتردیدهشدهٔ رهبر شهید خطاب به جانبازان حزبالله جنایت پیجری
زمان بازگشایی خوابگاه دانشگاه الزهرا (س) اعلام شد
تمدید مهلت انتخاب رشته پذیرش بدون آزمون کاردانی به کارشناسی ۱۴۰۵
فرصت مجدد ثبت نام در پذیرش بدون آزمون کاردانی مهارتی ۱۴۰۵ فراهم شد
محتوای دروس معارف دانشگاهی براساس تحولات روز و جنگهای اخیر بازنگری میشود
نگرشی نو به حفظ قرآن در مدارس، محور چهارمین همایش ایدهپردازان قرآنی
وطندوستی در نگاه اسلام فضیلت است یا تعصب؟
تصویری از رهبر شهید در مراسم ۳۱۳ هزار نفری جانفدایان
حضور نمادین کاروان مراسم عروسی سیریک در رزمایش جانفدا
حضور مقتدرانه بانوان کلاهکج در رزمایش جانفدا
حضور خاخام اعظم جامعه یهودیان ایران در مراسم جان فدا
فراخوان ارسال مقالات به همایش اربعین در مکتب امام شهید
خبرنگار آمریکایی: گازوییل در فلوریدا و تگزاس تمام شده است+عکس
براساس قواعد فقهی تنظیم گری فضای مجازی ضروری است
نرخ اجارهبهای خوابگاههای دانشجویی در سال جدید اعلام شد+عکس
جانفدایان مسلح به شمشیر و کاتانا
دانشگاه مبعوث رستاخیز دانایی در امتداد غیرت ملی
برگزاری صد و نود و ششمین شب شعر طنز «در حلقه رندان»
فانوس دریایی ادبیات کودک؛ ۸۲ سالگی خالق قصههای مجید
رمزگشایی از یک مشکل رایج اجتماع؛چرا یکدیگر را به آسانی قضاوت می کنیم؟
فرصت مجدد ثبت نام در پذیرش بدون آزمون کاردانی مهارتی ۱۴۰۵ فراهم شد
تمدید مهلت انتخاب رشته پذیرش بدون آزمون کاردانی به کارشناسی ۱۴۰۵
مهلت مجدد ثبتنام آزمون کارشناسی ارشد گروه پزشکی ۱۴۰۵ از ۴ مهرماه
محتوای دروس معارف دانشگاهی براساس تحولات روز و جنگهای اخیر بازنگری میشود
افزایش ۶۰ درصدی مشروطی دانشجویان پس از کرونا
سال تحصیلی دانشگاهها از امروز آغاز شد
یادداشت کمتردیدهشدهٔ رهبر شهید خطاب به جانبازان حزبالله جنایت پیجری
رویدادها و اتفاقات، بحران نیستند؛ نحوه مواجهه میتواند بحرانساز باشد
فرصت مجدد شرکت در آزمون دکتری تخصصی و پژوهشی علوم پزشکی ۱۴۰۵ فراهم شد
تصویر استاد شفیعی کدکنی روی دیوارنگاره میدان جهاد
آغاز ثبتنام نوزدهمین همایش جامع «انتخاب شریف»
ورود بیش از ۷۵۰ هزار دانشجوی جدید به دانشگاهها در مقاطع مختلف
حضور خاخام اعظم جامعه یهودیان ایران در مراسم جان فدا
زمان بازگشایی خوابگاه دانشگاه الزهرا (س) اعلام شد
نتایج المپیاد علمی دانشجویان علوم پزشکی کشور اعلام شد
نرخ اجارهبهای خوابگاههای دانشجویی در سال جدید اعلام شد+عکس
تصویری از رهبر شهید در مراسم ۳۱۳ هزار نفری جانفدایان
حضور نمادین کاروان مراسم عروسی سیریک در رزمایش جانفدا
دانشگاه مبعوث رستاخیز دانایی در امتداد غیرت ملی
جانفدایان مسلح به شمشیر و کاتانا
تأکید رئیس دانشگاه تهران و سفیر پاکستان بر تقویت دیپلماسی علمی
کلاسهای دانشگاههای غیردولتی غیرانتفاعی حضوری برگزار میشود
خبرنگار آمریکایی: گازوییل در فلوریدا و تگزاس تمام شده است+عکس
تصویر وایرال شده از سرباز اوکراینی
نگرشی نو به حفظ قرآن در مدارس، محور چهارمین همایش ایدهپردازان قرآنی
حضور مقتدرانه بانوان کلاهکج در رزمایش جانفدا
فراخوان اولویتهای پژوهشی و فناوری سازمان سنجش آموزش کشور منتشر شد
براساس قواعد فقهی تنظیم گری فضای مجازی ضروری است
«انسان و حیوان»؛ گفتگوی کشیشی مسیحی و روحانی مسلمان درباره اخلاق
اوپن ای آی هم هک شد
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.