การศึกษาเผยให้เห็นว่านักวิจัยเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของเซลล์แสงอาทิตย์โดยใช้ MXene ได้อย่างไร ซึ่งเป็นการพัฒนาที่สามารถเปลี่ยนการผลิตพลังงานได้
ประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์เพอรอฟสไกต์ซึ่งมีโครงสร้างเป็นชั้นๆ ได้รับอิทธิพลอย่างมากจากการจัดเรียงชั้นเหล่านี้หรือสถาปัตยกรรมของเซลล์ ในการกำหนดค่าเซลล์แสงอาทิตย์แบบกลับหัว สถาปัตยกรรมของอุปกรณ์จะพลิกกลับเพื่อเพิ่มความโปร่งใสทางแสง ช่วยให้แสงแดดส่องถึงชั้นเพอร์รอฟสไกต์ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น การรวม Ti3C2Tx เข้าไปในเซลล์เหล่านี้ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประโยชน์ โดยช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการแปลงพลังงานจาก 19% เป็น 22% นอกจากนี้ การเพิ่มประสิทธิภาพนี้ยังนำไปสู่การเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัดในความเสถียรของเซลล์ โดยเซลล์เหล่านี้จะมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้นสามเท่าโดยไม่มีการเสื่อมประสิทธิภาพใดๆ เมื่อเปรียบเทียบกับเซลล์ควบคุมที่ไม่มีชั้นฟิล์ม
นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแห่งรัฐเซาเปาโล (UNESP) ในเมืองเบารู ประเทศบราซิล ได้พัฒนาวิธีการเพิ่มประสิทธิภาพและความเสถียรของเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดเพอรอฟสไกต์ ซึ่งผลิตในห้องปฏิบัติการ สารกึ่งตัวนำ วัสดุโดยใช้คลาสของวัสดุที่เรียกว่า MXenes วัสดุสองมิติเหล่านี้คล้ายกับกราฟีน ประกอบด้วยโลหะทรานซิชัน คาร์บอนและไนโตรเจน และหมู่ฟังก์ชันที่พื้นผิว เช่น ฟลูออไรด์ ออกซิเจน หรือไฮดรอกซิล มีลักษณะเฉพาะคือมีค่าการนำไฟฟ้าสูง มีเสถียรภาพทางความร้อนที่ดี และมีการส่งผ่านข้อมูลสูง นวัตกรรมนี้มีศักยภาพที่จะส่งผลกระทบต่ออนาคตของอุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์อย่างมีนัยสำคัญ
นักวิจัยพบว่าผลลัพธ์ที่น่าแปลกใจเนื่องจากเป้าหมายเริ่มแรกของโครงการคือการบรรเทาประสิทธิภาพที่ลดลงซึ่งเกิดจากการเพิ่มชั้นฟิล์มที่เป็นฉนวน การวิจัยเกี่ยวกับเซลล์แสงอาทิตย์เพอร์รอฟสไกต์มุ่งเน้นไปที่การพัฒนาระบบการผลิตทางอุตสาหกรรมขนาดใหญ่เพื่อสร้างเซลล์ที่มีเสถียรภาพและประสิทธิภาพสูง
การศึกษาแสดงให้เห็นว่าการรวม MXene เข้ากับการผลิตจำนวนมากและสรุปวิธีการได้ นอกจากนี้ยังมีรายละเอียดเกี่ยวกับเทคนิคการระบุลักษณะทางไฟฟ้า สัณฐานวิทยา และโครงสร้างต่างๆ ที่ใช้ในการเสริมความรู้ทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับพฤติกรรมและการทำงานของอุปกรณ์ประเภทที่ซับซ้อนนี้
การศึกษานี้แสดงให้เห็นถึงความก้าวหน้าครั้งสำคัญในการบรรลุเป้าหมายด้านความยั่งยืน เช่น การสร้างพลังงานสะอาด การลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม และการวางตำแหน่งบราซิลให้เป็นผู้ผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ชั้นนำทางอุตสาหกรรม
อ้างอิง: João Pedro F. Assunção et al, การสร้างฟิล์มอินเทอร์เฟซด้วยฟิล์ม PMMA ที่เจือด้วย Ti3C2Tx-MXene สำหรับเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดเพอร์รอฟสไกต์แบบกลับด้านที่มีประสิทธิภาพสูงและมีเสถียรภาพ วารสารเคมีวัสดุ ค (2023) ดอย: 10.1039/D3TC03810F