Chengdu, an tSín - 20 Deireadh Fómhair, 2025– Mar ghnóthachtáil shuntasach don fhuinneamh in-athnuaite, d’fhorbair taighdeoirí ó Ollscoil Eolaíochta agus Teicneolaíochta Leictreonaí na Síne (UESTC) ceall gréine perovskite a bhfuil éifeachtacht chomhshó cumhachta deimhnithe 25.13% bainte amach aici. Baineadh an dul chun cinn seo amach trí chomhdhúile tíotáiniam dháthoiseach, ar a dtugtar MXene, a ionchorprú mar bhreiseán ilfheidhmeach isteach sa chiseal ionsúcháin solais perovskite . Is dul chun cinn suntasach í an nuálaíocht seo, ní hamháin maidir le feidhmíocht a threisiú ach freisin chun dul i ngleic leis na dúshláin ríthábhachtacha a bhaineann le cobhsaíocht agus bainistíocht theirmeach a chuir bac go stairiúil ar fheidhmiú céimneach tráchtála na bhfótavoltach peireascite.
An struchtúr nua cille, mionsonraithe sa staidéar "MXene Ilfheidhmeach do Bhainistíocht Teirmeach i gCealla Gréine Perovskite" a foilsíodh iMacra-Micrilitreacha, tá foshraith de ghloine agus ocsaíd stáin indium (ITO), ciseal iompair leictreon déanta as ocsaíd stáin (SnO₂), an t-ionsúire perovskite modhnaithe MXene, ciseal iompair poll ag baint úsáide as Spiro-OMeTAD, agus teagmháil miotail óir .
Is iad airíonna uathúla MXene croí an dul chun cinn seo. Tá na comhdhúile seo, atá ainmnithe mar gheall ar a struchtúr cosúil le graphene, clú ar a seoltacht mhiotalach eisceachtúil, a soghluaisteacht iompróra ard-luchta, agus a n-airíonna dromchla intiúnta . Nuair a bhíonn nanabhileoga Ti₃C₂Tₓ leabaithe sa chiseal perovskite, gníomhaíonn siad mar chomhpháirt ilúsáideach a fheabhsaíonn diomailt teasa agus feidhmíocht optoelectronic ag an am céanna.
"Tá an pobal taighde fuinnimh gréine tar éis cuardach a dhéanamh ar ábhar atá in ann an t-eastóscadh muirir a bharrfheabhsú ag an am céanna, cobhsaíocht a fheabhsú, agus a phróiseáil go héasca. Léiríonn buntáistí ilfheidhmeacha MXene a acmhainneacht mhór chun cealla gréine perovskite a thógáil le ní hamháin éifeachtacht chomhshó ardchumhachta ach freisin cobhsaíocht theirmeach den scoth," a dúirt an fhoireann taighde.
Ceann de na feidhmeanna is tábhachtaí den bhreiseán MXene ná a ról i mbainistíocht theirmeach. Faoi sholas na gréine leanúnach, tá carnadh teasa laistigh de chealla gréine ina chúis mhór le díghrádú feidhmíochta. Léirigh an fhoireann taighde gur chruthaigh ionchorprú nanabhileog Ti₃C₂Tₓ conairí éifeachtacha seolta teasa laistigh den scannán perovskite . Mhéadaigh sé seo seoltacht theirmeach na ciseal ó 0.236 W·m⁻¹·K⁻¹ go 0.413 W·m⁻¹·K⁻¹ . Mar thoradh air sin, laghdaíodh teocht oibriúcháin na cille gréine faoi choinníollacha soilsithe caighdeánacha thart ar 3 céim, ó 42.96 céim go 39.97 céim, rud a mhaolaigh go suntasach ar dhíghrádú spreagtha teasa.
Seachas an bhainistíocht theirmeach, thug na nanabhileoga MXene tairbhí iomadúla eile. D'fhóin siad mar passivators locht éifeachtach ag teorainneacha gráin na criostail perovskite , ag laghdú caillteanais recombination muirear . Mar thoradh air seo bhí scannán perovskite níos comhionann agus níos míne le méid gráin níos mó, mar a dheimhnigh laghdú ar gharbh an scannáin ó 24.9 nm go 15.2 nm . Ina theannta sin, léirigh an scannán perovskite modhnaithe ionsú solais níos láidre sa réigiún infheicthe .
Mar thoradh ar chomh-éifeacht na bhfeabhsúchán seo bhí an fheidhmíocht is airde riamh. Bhain an gléas curadh amach éifeachtacht chomhshó cumhachta de 25.13%, méadú suntasach ó éifeachtacht 23.70% na cille tagartha gan MXene . Léirigh sé tréithe leictreacha níos fearr freisin, le voltas ciorcaid oscailte de 1.177 V, dlús sruth ciorcaid gearr de 25.29 mA cm⁻², agus fachtóir líonta de 84.4%.
B'fhéidir chomh tábhachtach leis an léim éifeachtúlachta go bhfuil an feabhsú suntasach ar chobhsaíocht gléas. Choinnigh an chill bunaithe ar MXene thart ar 80% dá héifeachtúlacht tosaigh tar éis 500 uair an chloig a bheith faoi lé coinníollacha ardteochta 85 céim agus taiseachas coibhneasta thart ar 30-35%. I dtástáil cobhsaíochta a rinneadh faoi atmaisféar nítrigine le rianú uasta cumhachta, choinnigh an gléas 70% dá éifeachtúlacht tosaigh tar éis 500 uair an chloig, rud a d'fheidhmigh go mór níos fearr ná an chill rialaithe, rud a dhíghrádaigh go 20% dá fheidhmíocht bhunaidh. Is táscaire ríthábhachtach í an chobhsaíocht láidir seo ar chumas na teicneolaíochta oibriú go fadtéarmach.
In ainneoin na dtorthaí a bhfuil gealladh fúthu, d’admhaigh an fhoireann taighde go bhfuil dúshláin fós ar an mbealach chuig an tráchtálú, go príomha a bhaineann leis an gcostas ard agus leis an gcastacht a bhaineann le hábhair Ti₃C₂Tₓ a shintéisiú. Díreoidh taighde amach anseo ar bhealaí sintéise a bharrfheabhsú chun costais a laghdú agus chun in-atáirgtheacht a fheabhsú. Príomhthreo d'obair amach anseo is ea iniúchadh a dhéanamh ar ábhair MXene eile, mar Ti₂CTₓ.
Léiríonn an dul chun cinn seo, a baineadh amach trí chomhtháthú straitéiseach MXene, todhchaí níos gile agus níos éifeachtaí do chumhacht gréine. Tugann sé an lá nuair a éiríonn fótavoltach peireascite ardfheidhmíochta, buan agus éifeachtach ó thaobh costais de mar phríomhfhoinse fuinnimh ghlan níos dlúithe.
Maidir le hOllscoil Eolaíochta agus Teicneolaíochta Leictreonaí na Síne (UESTC):
Is ollscoil náisiúnta le fada an lá í Ollscoil Eolaíochta agus Teicneolaíochta Leictreonaí na Síne a bhfuil cáil uirthi as a cuid clár taighde a dhíríonn ar eolaíochtaí leictreonacha agus faisnéise, eolaíochtaí ábhar, agus teicneolaíochtaí fuinnimh.
