作者 Daisy Chuang | 發布日期 2019 年 10 月 02 日

近年來鈣鈦礦太陽能的轉換效率成長幅度之大，至今已達 25.2%，僅略低於矽晶太陽能的 26.7%，而最近俄羅斯與義大利科學家決定再提高效率，運用神奇特殊材料 MXene，成功將鈣鈦礦太陽能的電荷收集效率提升 20%。

太陽能技術鈣鈦礦電池近年來進步飛快，轉換效率已從 2009 年的 3.81% 提升到可與晶矽電池競爭的 25.2%，再加上製造與材料成本也較低，能用簡單的印刷、噴塗製成，並採用可撓式基板，發展建築整合太陽能，不過便宜、效率高的鈣鈦礦電池也有缺點，含鉛、穩定性不高等都是科學家得克服的問題。

太陽光電結構很像三明治，大多都是層層疊疊堆起，而鈣鈦礦電池由上至下為玻璃、導電玻璃 FTO、帶負電的 ETL、光敏層、正電的空穴傳輸層（HTM）和金屬電極，電子會在其中流動，只不過電池內部的能量障壁（energy barrier）會損耗電子的能量。

因此莫斯科國立鋼鐵學院（NUST MISIS）與羅馬第二大學（University of Rome Tor Vergata）為了最佳化電子流動、再度提高鈣鈦礦太陽能的轉換效率，決定在鈣鈦礦電池中添入 MXene 二維碳化鈦（TiC）化合物。

羅馬第二大學教授  Aldo Di Carlo 指出，MXene 擁有獨特的二維結構，能用來調整鈣鈦礦的表面性能，說不定能成為新興太陽能的最佳化途徑之一。其中 MXene 是種過度金屬碳化物或氮化物，結構跟另一神奇材料石墨烯非常相像，也擁有豐富的物理與化學性質，在電池、光電等領域的應用潛力都不錯。

根據團隊的研究，在鈣鈦礦電池各層添入少量的 MXene 之後，將設備的效率提高了 25% 以上，論文共同作者 Anna Pazniak 指出，該研究主要觀察加入 MXene 後，半導體的電性能會發生什麼改變，有鑑於此，團隊認為這種新型的奈米材料在大規模製造中具有龐大潛力。

https://technews.tw/2019/10/02/mxene-perovskite/

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