導讀：俄羅斯義大利研究小組開發了一種二維過渡金屬碳化物，即MXenes，用於收集過氧化物電池中的光電流。該電池採用倒置配置，基於鎳(II)氧化物空穴傳輸層。科學家們聲稱這種摻雜技術使他們能夠將電池的效率提高到2%以上。

俄羅斯國立科技大學(MISiS)和義大利Tor Vergata大學的科學家們透過使用具有高導電性的二維碳化鈦，將一種倒置的過氧化物太陽能電池的效率提高了約2%。

該單元應包括基於二維（2D）鈣鈦礦的單元的優勢，該單元通常比“常規”三位（3D）結構提供更多的疏水性和熱穩定性。但是，它還應包括3D鈣鈦礦電池的優點，它可以提供強光吸收，良好的電荷載流子傳輸和更高的功率轉換效率。

研究人員使用了MXenes，這是一個新的二維過渡金屬碳化物家族。這些化合物的名稱來自於它們類似石墨烯的形態，是透過選擇性地蝕刻被稱為MAX的塊狀晶體的某些原子層而製成的。

研究人員說：“將少量的碳化鈦基MXenes新增到吸光的過氧化物層中，可以改善電子傳輸過程，最佳化太陽能電池的效能。”

科學家們將該技術應用於一種基於鎳(II)氧化物(NiO)空穴傳輸層的倒置配置(p-i-n)的過氧化物電池。該參考電池最初的功率轉換效率約為17%。

新增MXenes作為摻雜劑，使科學家們能夠調整過氧化物層和電荷傳輸層之間介面的能級排列。同時，這有助於鈍化電池結構內的陷阱狀態，從而改善電極上的電荷提取和收集。

研究員Anastasia Yakusheva說：“我們證明了MXenes摻雜在基於氧化鎳的太陽能電池結構中對光活性層(過氧化物)和電子傳輸層(富勒烯)的有用作用。一方面，MXenes的加入有助於使過氧化物/富勒烯介面的能級對齊，另一方面，它有助於控制薄膜器件中的缺陷濃度，並改善光電流的收集。”

俄羅斯義大利小組表示，摻雜了該化合物的電池效率提高了19.2%。 他們在“Transition metal carbides (MXenes) for efficient NiO-based inverted perovskite solar cells”中描述了該摻雜技術，該論文最近發表在《Nano Energy》上。