写于 2017-04-17 01:18:31| 金沙平台| 总汇

曼彻斯特大学和新加坡国立大学的科学家利用石墨烯与过渡金属二硫化物(TMDC)单层膜开发出极其敏感和高效的光伏器件,可以制造下一代太阳能电池和光电器件

曼彻斯特大学和新加坡国立大学的研究人员已经展示了如何在三维堆叠中构建多层异质结构可以产生探索新电子设备的令人兴奋的物理现象

在“科学”杂志上发表的这一突破可能会导致整个建筑物的电能通过其暴露的墙壁吸收的阳光而产生;根据环境条件,例如温度和亮度,可以随意使用能量来改变固定装置和窗户的透明度和反射率

2004年,曼彻斯特大学诺贝尔奖获得者Andre Geim教授和Kostya Novoselov教授分离了石墨烯,从而发现了全新的单原子厚材料系列

石墨烯是世界上最薄,最强,最导电的材料,有可能彻底改变各种各样的应用;从智能手机和超高速宽带到药物输送和计算机芯片

总的来说,这种二维晶体具有广泛的最高性能:从导电到绝缘,从不透明到透明

这些堆栈中的每个新层都增加了令人兴奋的新功能,因此异构结构非常适合创建新颖的多功能设备

一加一大于两个 - 二维晶体的组合使研究人员能够实现任何单个材料无法提供的功能

曼彻斯特和新加坡的研究人员将这些异质结构的功能扩展到光电子学和光子学

通过将石墨烯与过渡金属二硫化物(TMDC)单层结合,研究人员能够创建极其灵敏和高效的光伏器件

这些装置可能用作超灵敏光电探测器或非常有效的太阳能电池

在这些器件中,TMDC层夹在两层石墨烯之间,结合了两种2D晶体的激发特性

TMDC层作为非常有效的光吸收剂和石墨烯作为透明导电层

这允许将这种光伏器件进一步集成到更复杂,更多功能的异质结构中

Novoselov教授说:“我们对基于二维原子晶体的异质结构带来的新物理和新机遇感到兴奋

可用的2D晶体库已经非常丰富,覆盖了大的参数空间

“这种光活性异质结构增加了新的可能性,并为新型实验铺平了道路

随着我们创造越来越复杂的异构结构,设备的功能将变得更加丰富,进入多功能设备的领域

“曼彻斯特大学研究员和主要作者Liam Britnell博士补充道:”令人印象深刻的是我们从这个想法中快速传递这种光敏异质结构对工作装置的影响

它从一开始就实际工作,甚至最未优化的结构也显示出非常可观的特征“新加坡国立大学石墨烯研究中心主任Antonio Castro Neto教授补充说:”我们能够确定理想的材料组合:非常光敏TMDC和光学透明和导电石墨烯,它们共同产生非常有效的光伏器件

“我们相信,随着我们对2D原子晶体领域的更多研究,我们将能够识别更多这样的互补材料,并创建具有多种功能的更复杂的异质结构

这真是一个开放的领域,我们将探索它

“曼彻斯特大学的Cinzia Casiraghi博士补充道:”光敏异构结构将为其他具有新功能的异构结构开辟道路

此外,未来我们还计划为光伏应用提供更便宜,更高效的异质结构

“出版物:L

Britnell等人,”原子薄膜异质结构中的强光 - 物质相互作用“,Science,2013; DOI:10.1126 / science.1235547来源:曼彻斯特大学图片:曼彻斯特大学