基础科学研究所 信用:CC0公共领域 韩国基础科学研究所集成纳米结构物理中心(CINAP)的物理学家发现了一种有趣的现象，称为载流子倍增(CM)，这种半导体具有难以置信的薄度、优异的性能以及在电子和光学领域的可能应用
发表在《自然通讯》上的这些新发现有可能推动光伏和光电探测器领域的发展，并可能将由这些超薄材料制成的太阳能电池的效率提高到46%
范德瓦尔斯层状过渡金属二元化合物是一类有趣的二维材料，有望创造出下一代光电器件，如太阳能电池、晶体管、发光二极管等
它们由被非常弱的化学键(范德瓦尔斯键)分开的单个薄层组成，并且具有独特的光学特性、高光吸收和高载流子(电子和空穴)迁移率
除了允许选择通过改变成分和层厚度来调整它们的带隙之外，这些材料还提供了> 99%的超高内部辐射效率，这是通过消除表面缺陷和载流子之间的大结合能来促进的
半导体2-D TMD单层对阳光的吸收通常达到5-10%，这比大多数常见的光伏材料(如硅、碲化镉和砷化镓)大一个数量级
尽管有这些理想的特性，然而，由于金属电极的损耗，二维太阳能电池的最大功率转换效率一直保持在5%以下
IBS团队与阿姆斯特丹大学的研究人员合作，旨在通过在这些材料中探索CM工艺来克服这一缺点
CM是一种非常有效的将光转化为电的方法
单个光子通常激发单个电子，留下一个“空白空间”(洞)
然而，如果入射光的能量足够大，更具体地说，如果光子能量是材料带隙能量的两倍，则有可能在特定的半导体中产生两个或更多个电子-空穴对
虽然共模现象在大块半导体中效率相当低，但在二维材料中却被认为非常有效，但由于某些技术限制，如适当的二维TMD合成和超快光学测量，这种现象没有得到实验证明
在这项研究中，研究小组首次在二维战区导弹防御系统，即2H-莫特2和2H-WSe2电影中观察到了厘米；这一发现有望提高2-D TMD太阳能电池的电流效率，甚至超过肖克利-奎塞33的极限
7%
“我们的新结果有助于从根本上理解二维经颅磁刺激中的共模现象
如果一个人克服了接触损耗，并成功地开发了带有共模的光伏电池，它们的最大功率转换效率可以提高到46%，”中国太阳能应用研究中心主任李英熙说
“这种新型纳米材料工程为新一代高效、耐用、灵活的太阳能电池提供了可能性
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