El titanio puede mejorar las células de perovskita

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Un artículo de científicos de la Universidad Nacional de Ciencia y Tecnología de Rusia (NUST MISIS) y de la Universidad Tor Vergata de Roma ha descrito cómo el MXene, un carburo de titanio bidimensional, puede proporcionar un aumento de rendimiento de hasta un 25% en células solares perovskitas.

Los científicos dijeron que el MXene reduce las pérdidas a medida que los electrones se mueven entre el absorbedor y las capas del electrodo en una célula. “Descubrimos que MXenes, debido a su estructura bidimensional única, puede utilizarse para ajustar las propiedades superficiales de la perovskita, lo que permite una nueva estrategia de optimización para esta célula solar de tercera generación”, dijo Aldo di Carlo, profesor de optoelectrónica y nanoelectrónica de la Universidad de Roma.

Los experimentos, descritos en el documento “Titanium-carbide MXenes for work function and interface engineering in perovskite solar cells”, publicado en Nature Materials, probaron varias estructuras de dispositivos diferentes que incorporan MXenes en diferentes partes de la célula. Cuando los dispositivos fueron medidos contra celdas de referencia sin MXene, el grupo encontró que la configuración más eficiente tenía los materiales integrados en todas las capas y en la interfaz entre ellas.

Aumento de la eficiencia

“Para mejorar la eficiencia de las células solares perovskitas necesitamos optimizar la estructura del dispositivo y la interfaz maestra y las propiedades a granel de cada una de las capas para mejorar el proceso de extracción de carga a los electrodos”, dijo la investigadora de NUST MISIS, Danila Saranin. “Junto con nuestros colegas italianos realizamos una serie de experimentos incorporando una cantidad microscópica de MXenes en la célula solar perovskita. Como resultado, logramos aumentar la eficiencia de los dispositivos en más de un 25% en comparación con los prototipos originales”.

Los investigadores dicen que ahora trabajarán en estabilizar los dispositivos de perovskita MXene y aumentar aún más el rendimiento. Confían en que los dispositivos se puedan ampliar para su aplicación comercial. “El principal resultado de este trabajo es la identificación de cambios en las propiedades eléctricas de los semiconductores causados por la introducción de MXenes”, dijo Anna Pazniak, una científica de NUST MISIS que trabajó en el artículo de investigación. “Por lo tanto, este nuevo nanomaterial posee un gran potencial para su uso en la producción a gran escala.”