武科大網(wǎng)訊 近日，我校理學(xué)院王玉華教授課題組系統(tǒng)總結(jié)了二維MXene材料在鈣鈦礦太陽能電池（PSC）中的關(guān)鍵作用與最新進展，提出了其在提升器件效率、穩(wěn)定性和商業(yè)化潛力方面的創(chuàng)新策略。研究成果以“MXene-based materials for efficient applications in perovskite solar cells: A review”為題發(fā)表于中科院一區(qū)Top期刊《Journal of Materials Science and Technology》。我校物理學(xué)碩士生李玥為第一作者，王玉華、劉性輝為共同通訊作者。

鈣鈦礦太陽能電池因其高效率（最高達26.1%）和低成本成為光伏領(lǐng)域的研究熱點，但其穩(wěn)定性與鉛毒性問題阻礙了商業(yè)化進程。MXene作為一種二維過渡金屬碳氮化物，憑借高導(dǎo)電性、親水性、可調(diào)表面官能團及低溫加工優(yōu)勢，被廣泛用于PSC的空穴傳輸層（HTL）、電子傳輸層（ETL）、鈣鈦礦活性層及電極中。王玉華課題組總結(jié)了PSC和MXene的關(guān)系和發(fā)展，探討了MXene在PSC各功能層中的集成策略。

王玉華表示，盡管 MXene 在 PSC 中展現(xiàn)出巨大潛力，但其實際應(yīng)用仍面臨諸多挑戰(zhàn)亟待解決：在機理深化方面，需要將理論計算與實驗相結(jié)合，以揭示 MXene 表面官能團對能級調(diào)控、載流子傳輸?shù)挠绊憴C制；材料拓展上，當(dāng)下研究主要集中于 Ti3C2Tx ，未來可開發(fā)更多 MXene 變體，像 V2CTx、Nb2CTx 等，并探索它們與鈣鈦礦的協(xié)同效應(yīng)；制備優(yōu)化層面，要發(fā)展環(huán)保且低成本的合成工藝，從而實現(xiàn) MXene 的大規(guī)模生產(chǎn)；多功能集成領(lǐng)域，可引入 MXene 插層來增強器件的環(huán)境穩(wěn)定性，同時降低鉛泄漏風(fēng)險。

王玉華指出，該工作為MXene基材料在PSC中的應(yīng)用提供了系統(tǒng)指導(dǎo)，并為下一代高效穩(wěn)定光伏器件的設(shè)計指明方向。（理學(xué)院）

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jmst.2024.07.022