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ISMN: IL LAVORO DEL RICERCATORE PECCHIA SU NATURE MATERIALS

ISMN: IL LAVORO DEL RICERCATORE PECCHIA SU NATURE MATERIALS

Il ricercatore ISMN Alessandro Pecchia ha pubblicato assieme ad un team di ricercatori internazionali che ha coinvolto l’Università di Tor Vergata, il MISiS di Mosca, l’INFN di Frascati e l’Istituto per i Sistemi Complessi del CNR, un lavoro sulla prestigiosa rivista Nature Materials. Il lavoro è stato coordinato dal Prof. Di Carlo del C.H.O.S.E., neo direttore dell’istituto CNR-ISM. 

 

Il lavoro esplora l’effetto del MXene nelle celle solari a perovskite. Il MXene è un materiale bidimensionale di recente introduzione, ottenuto dall’esfoliazione delle cosiddette MAX phases. Nella ricerca viene dimostrato come il MXene in quantità minime riesce a modificare la funzione lavoro delle perovskiti, migliorando l’iniezione dei fotoportatori negli strati conduttivi verso gli elettrodi. Lo studio teorico a supporto del lavoro sperimentale è stato basato su calcoli atomistici (Density Functional Theory) che dimostrano quantitativamente come la bassa funzione lavoro dei MXeni con terminazioni OH riduce la funzione lavoro della perovskite. Inoltre, simulazioni fisiche dei dispositivi mostrano come l’aggiustamento delle bande del materiale fotoattivo rispetto al TiO2 (trasportatore di elettroni) e allo Spiro-MeOTAD (trasportatore di lacune) facilita il trasferimento dei portatori con un aumento consistente delle caratteristiche elettriche dei dispositivi. Grazie ai MXeni si riesce a passare da una efficienza del 16% delle celle di partenza ad oltre il 20% con un sensibile miglioramento della stabilità. Sebbene questo non rappresenti un record di efficienza, le celle iniziali non avevano subito particolari trattamenti di ottimizzazione.   

Il lavoro dimostra come materiali 2D possono essere impiegati nell’ingegnerizzazione elettronica di interfaccia nei dispositivi organici ed ibridi, come nel caso delle celle fotovoltaiche a perovskite.

Titolo del lavoro:  A. Agresti, A. Pazniak, S. Pescetelli,  A. Di Vito, D. Rossi, A. Pecchia, M. Auf der Maur,  A.Liedl, R. Larciprete, D. V. Kuznetsov,  D. Saranin and A. Di Carlo,  “Titanium-carbide MXenes for work function and interface engineering in perovskite solar cells”, Nat. Mat. 2019

https://www.nature.com/articles/s41563-019-0478-1

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