“石墨烯三明治”打開太陽能電池特性的二維晶體船型開關

一個顯微鏡下薄的石墨烯三明治”可以形成基礎的新一代太陽能電池,根據(jù)大學的研究員在曼徹斯特和新加坡。

部分的一系列新的研究可能的用途的碳原子的原子表首次發(fā)現(xiàn)在曼徹斯特,新的發(fā)現(xiàn)表明石墨烯可以幫助利用性能的二維晶體,光敏感可能引起設備如光敏墻,可以提供整個建筑。

自安德烈·海姆和克斯特亞Novosolev的發(fā)現(xiàn),石墨烯可以通過剝離單一層的石墨機械,其他幾個類似的單層材料已經(jīng)找到,這個團隊說在《科學》雜志上發(fā)表的論文。此外,這些晶體與石墨烯堆疊在一起已被證明是一個有用的方式打開屬性這些材料;例如,它允許團隊創(chuàng)建材料,可用于柔性電子元件。

最新的研究使用了一個類的材料稱為過渡金屬dichalcogenides(TMDCs)。這些實際上是三層材料組成,一個單原子厚晶格的過渡金屬原子的單原子層之間兩個硫、硒、碲。這些債券在每一層都很強大,但這些層間很弱——一個類似的結構,以石墨。這些材料是鎢的例子二硫化物(二)、二硫化鉬和鈮聯(lián)硒化物(NbSe2)。

TMDCs是工業(yè)上使用的潤滑劑和保護表面,但他們有不同尋常的電子屬性來源于原子結合他們的鄰居在,床第之間——特別是,他們非常善于吸收光——一個300納米厚膜能吸收96%的光照射在它。二是特別有趣的,團隊說,因為它是一個非常穩(wěn)定的材料和電子結構的原子允許它吸收可見光。

這意味著,它應該是一個很有前途的候選人為太陽能電池,但先前試圖使用它失敗了,因為它被證明很難使電子釋放由太陽光子流,材料。

石墨烯似乎是問題的關鍵,作為透明電極的兩側一層TMDC在三維晶體三明治。石墨烯有“摻雜”以同樣的方式作為半導體電子組件,更換部分碳原子與富元素層在一邊,和電子可憐的元素——和整個結構的層間夾另一個材料通常用于石墨烯,六方氮化硼,它和提高其性能穩(wěn)定。

使用的二TMDC層,領導的團隊,主要作者利亞姆Britnell在曼徹斯特,創(chuàng)建了一個光伏材料能夠被靈活,一下,安裝在一個寵物電影,或剛性,通過安裝在二氧化硅。這些產(chǎn)生的令人驚奇的大“photocurrents當激光照在他們,團隊表示:電流高達3µa被產(chǎn)生的激光功率約75µw和堆棧顯示外部量子效率——自由電子產(chǎn)生的比例的數(shù)量的光子碰撞表面——大約30%。

這是令人印象深刻的速度我們通過這樣的想法工作裝置的光敏異質結構,“Britnell評論。這工作幾乎從一開始,甚至unoptimised結構顯示非常體面的特點。”

克斯特亞Novosolev認為這可能是一個新階段的開始的石墨烯的研究。“我們很興奮的新物理學和新的機遇也帶來了我們通過異質結構的基礎上的二維原子晶體,”他說。“圖書館可用二維晶體已經(jīng)是相當豐富的。當我們創(chuàng)造更多和更復雜的異質結構,所以功能的設備將更加豐富,進入設備的領域。”多功能 http://www.koudejun.com