“石墨烯三明治”打开太阳能电池特性的二维晶体船型开关

一个显微镜下薄的石墨烯三明治”可以形成基础的新一代太阳能电池,根据大学的研究员在曼彻斯特和新加坡。

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发现在曼彻斯特,新的发现表明石墨烯可以帮助利用性能的二维晶体,光敏感可能引起设备如光敏墙,可以提供整个建筑。

自安德烈·海姆和克斯特亚Novosolev的发现,石墨烯可以通过剥离单一层的石墨机械,其他几个类似的单层材料已经找到,这个团队说在《科学》杂志上发表的论文。此外,这些晶体与石墨烯堆叠在一起已被证明是一个有用的方式打开属性这些材料;例如,它允许团队创建材料,可用于柔性电子元件。

最新的研究使用了一个类的材料称为过渡金属dichalcogenides(TMDCs)。这些实际上是三层材料组成,一个单原子厚晶格的过渡金属原子的单原子层之间两个硫、硒、碲。这些债券在每一层都很强大,但这些层间很弱——一个类似的结构,以石墨。这些材料是钨的例子二硫化物(二)、二硫化钼和铌联硒化物(NbSe2)。

TMDCs是工业上使用的润滑剂和保护表面,但他们有不同寻常的电子属性来源于原子结合他们的邻居在,床第之间——特别是,他们非常善于吸收光——一个300纳米厚膜能吸收96%的光照射在它。二是特别有趣的,团队说,因为它是一个非常稳定的材料和电子结构的原子允许它吸收可见光。

这意味着,它应该是一个很有前途的候选人为太阳能电池,但先前试图使用它失败了,因为它被证明很难使电子释放由太阳光子流,材料。

石墨烯似乎是问题的关键,作为透明电极的两侧一层TMDC在三维晶体三明治。石墨烯有“掺杂”以同样的方式作为半导体电子组件,更换部分碳原子与富元素层在一边,和电子可怜的元素——和整个结构的层间夹另一个材料通常用于石墨烯,六方氮化硼,它和提高其性能稳定。

使用的二TMDC层,领导的团队,主要作者利亚姆Britnell在曼彻斯特,创建了一个光伏材料能够被灵活,一下,安装在一个宠物电影,或刚性,通过安装在二氧化硅。这些产生的令人惊奇的大“photocurrents当激光照在他们,团队表示:电流高达3µa被产生的激光功率约75µw和堆栈显示外部量子效率——自由电子产生的比例的数量的光子碰撞表面——大约30%。

这是令人印象深刻的速度我们通过这样的想法工作装置的光敏异质结构,“Britnell评论。这工作几乎从一开始,甚至unoptimised结构显示非常体面的特点。”

克斯特亚Novosolev认为这可能是一个新阶段的开始的石墨烯的研究。“我们很兴奋的新物理学和新的机遇也带来了我们通过异质结构的基础上的二维原子晶体,”他说。“图书馆可用二维晶体已经是相当丰富的。当我们创造更多和更复杂的异质结构,所以功能的设备将更加丰富,进入设备的领域。”多功能 http://www.cenxn.com