超薄的軟性太陽(yáng)能電池的二硒化鎢

在現(xiàn)在的生活中，太陽(yáng)能產(chǎn)品處處可見(jiàn)，人們用太陽(yáng)能煮飯，還有太陽(yáng)能熱水器等等，無(wú)處不見(jiàn)太陽(yáng)能產(chǎn)品，當(dāng)然，最重要的還是太陽(yáng)能發(fā)電，但是目前的技術(shù)并不能讓人們很好利用太陽(yáng)能發(fā)電。奧地利維也納科技大學(xué)(Vienna University of Technology)的研究人員們首次開(kāi)發(fā)出由二硒化鎢(tungsten diselenide;WSe2)制做的二極管，根據(jù)實(shí)驗(yàn)顯示，這種材料可被用于超薄的軟性太陽(yáng)能電池。

雖然石墨烯被認(rèn)為是最具有發(fā)展前景的電子材料之一，但并不適合用于打造太陽(yáng)能電池，這也就是為什么維也納科技大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)們開(kāi)始尋找其他類(lèi)似石墨烯材料的原因，他們想找到一種能以超薄層排列但又具有更佳電子特性的材料。

“石墨烯的電子狀態(tài)并不是非常適用于開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能電池，”Thomas Mueller說(shuō)。因此，他和研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)始尋找其他材料──它必須類(lèi)似于石墨烯，能以超薄層迭的方式排列，而且具有更好的電子特性。

研究人員們后來(lái)找到的材料是二硒化鎢(WSe2)，主要的結(jié)構(gòu)是由上下各一層硒原子連接中間1層鎢原子所組成。這種WSe2材料就像石墨烯一樣可吸收光線，所吸收的光線可用于產(chǎn)生電力。

這種薄層的確又輕又薄，約有95%的光線都能穿過(guò)，但其余5%的十分之一光線都會(huì)被材料吸收，并轉(zhuǎn)換成電力。因此，其內(nèi)部效率相當(dāng)高。如果多個(gè)超薄層彼此堆棧，這種入射光線的很大一部份都能有效加以利用──但有時(shí)這種高透明度可能帶來(lái)有利的副作用。

“我們可以想象這種太陽(yáng)電池層堆棧在玻璃帷幕上，可讓部分光線進(jìn)入建筑物中，同時(shí)又帶來(lái)可用的電力，”Mueller說(shuō)。

標(biāo)準(zhǔn)的太陽(yáng)能電池大部份都是由硅晶所制造的，不僅相當(dāng)笨重且不靈活。有機(jī)材料雖然還可用于光電應(yīng)用，但退化的程度卻相當(dāng)快。“單原子層的2D結(jié)構(gòu)具有的一大優(yōu)勢(shì)是其結(jié)晶特性。晶體結(jié)構(gòu)更增加穩(wěn)定性，”Mueller解釋說(shuō)。目前太陽(yáng)能還未能更好被人類(lèi)利用，需要科研人員不斷努力，研究出更高效地產(chǎn)品，這樣才能保證我們?nèi)祟?lèi)的能源夠人類(lèi)發(fā)展所需。