Nanocavity可能会改进超薄太阳能电池板

导读 电影和制造业的未来可能是三维的,但电子和光子学正在走向二维; 具体地说,是二维半导体材料。这些领域的最新进展之一集中在二硫化钼(MoS2

电影和制造业的未来可能是三维的,但电子和光子学正在走向二维; 具体地说,是二维半导体材料。

这些领域的最新进展之一集中在二硫化钼(MoS2),这是一种二维半导体,虽然常用于润滑剂和钢合金,但仍在光电子领域进行探索。

最近,工程师将一层MoS2分子放置在称为由氧化铝和铝制成的光学纳米腔的光子结构之上。(纳米腔是一种镜子布置,允许光束在封闭的路径中循环。这些腔体有助于我们构建用于通信的激光器和光纤等物体。)

在2D材料杂志4月发表的论文“MoS2单层纳米腔:光物质相互作用增强”中描述的结果是有希望的。MoS2纳米腔可以增加超薄半导体材料吸收的光量。反过来,这可以帮助工业继续制造更强大,高效和灵活的电子设备。

“我们开发的纳米腔具有许多潜在的应用,”布法罗大学工程与应用科学学院电气工程助理教授乔乔强博士说。“它可能用于制造更高效灵活的太阳能电池板,以及用于摄像机和其他设备的更快的光电探测器。它甚至可以用于通过更有效地分解水来生产氢燃料。”

单层MoS2是有利的,因为与另一种有前途的二维材料石墨烯不同,其带隙结构类似于LED,激光和太阳能电池中使用的半导体。

“在实验中,纳米腔能够吸收我们投射的近70%的激光。它吸收光线并将光转换成可用能量的能力最终可以帮助工业继续提供更节能的电子设备,”Haomin Song说。 ,甘氏实验室的博士候选人和论文的联合首席研究员。

工业部门已经跟上对更小,更薄和更强大的光电器件的需求,部分原因是通过缩小这些器件中使用的半导体的尺寸。

然而,能量收集光电器件的问题在于这些超薄半导体不像传统的体半导体那样吸收光。因此,超薄半导体的光学吸收能力与其厚度之间存在内在的权衡。

如上所述,纳米腔是该问题的潜在解决方案。

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