光電探測器幾乎無所不在,可以在相機、手機、遙控器、太陽能電池,甚至是太空飛船的面板中找到,因此其光電轉(zhuǎn)換效率至關(guān)重要。近日,美國加利福尼亞大學(xué)河濱分校的物理學(xué)家通過組合兩種截然不同的無機材料并產(chǎn)生量子力學(xué)過程,開發(fā)出一種新型光電探測器。
研究人員在二硒化鉬(MoSe2)的單一原子層上堆疊了兩個原子層的二硒化鎢(WSe2),這種堆疊導(dǎo)致產(chǎn)生的性能與母層大不相同,允許以最小規(guī)模產(chǎn)生電能。當(dāng)光子撞擊到WSe2層時,釋放一個電子。當(dāng)電子到達WSe2和MoSe2之間的接合處時,電子進入MoSe2并釋放能量將第二個電子從WSe2推向MoSe2,這兩個電子都能自由移動并發(fā)電?,F(xiàn)有的太陽能電池板模型中,一個光子最多可以產(chǎn)生一個電子,而該研究所開發(fā)的原型中,一個光子可以產(chǎn)生兩個或更多個電子,使其效率提高一倍或數(shù)倍。
該研究成果發(fā)表在《自然-納米技術(shù)》期刊上。超薄材料能在限制發(fā)熱的同時增加電力,將在設(shè)計新的超高效光伏器件方面具有廣泛的意義。