Ikki o'lchovli o'tish metalli dixalkogenidlari: Yuqori samarali fotovoltaik qurilmalar uchun yangi platforma

Abstrak

Ushbu ishda fotovoltaik qo'llanmalar uchun istiqbolli materiallar sifatida MoS₂, WS₂, MoSe₂ va WSe₂ kabi ikki o'lchovli o'tish metall dixalkogenidlarining (TMC) keng qamrovli tahlili keltirilgan. Raman spektroskopiyasi, atom kuch mikroskopiyasi va uzatish elektron mikroskopiyasi kabi eksperimental usullarning kombinatsiyasi, shuningdek, raqamli modellashtirish yordamida strukturaviy xususiyatlar, elektron xususiyatlar va fotovoltaik samaradorlik o'rtasidagi asosiy bog'liqliklar aniqlandi.

Monoqatlamli TMDClar to'g'ridan-to'g'ri tasma oralig'iga va aniq eksitonik effektlarga ega ekanligi ko'rsatilgan, bu esa quyosh spektrining maksimal qiymatiga mos keladigan 600-700 nm diapazonida samarali yutilishni ta'minlaydi. Tadqiqot natijalari shuni ko'rsatadiki, MoS₂ eng yuqori samaradorlikni, taxminan 7,2% ni namoyish etadi, WSe₂ esa yaxshi optik va elektr xususiyatlarini kuchaytirilgan barqarorlik bilan birlashtiradi. Shu bilan birga, WS₂ va MoSe₂ texnologik parametrlarni yanada optimallashtirishni talab qiladi.
MoS₂/WS₂ tipidagi geterostrukturalardagi energiya diapazonining hizalanishi rekombinatsiya yo'qotishlarini kamaytirish va qurilmalar samaradorligini oshirish uchun qatlamlararo tashuvchilarni ajratish salohiyatini tasdiqlaydi. Asosiy ilmiy muammolar, jumladan, sintezning masshtablanishi, qatlam qalinligini boshqarish va atrof-muhit sharoitida material barqarorligi muhokama qilinadi.

Shunday qilib, TMDClar yupqa plyonkali, egiluvchan va shaffof quyosh batareyalarini ishlab chiqish uchun yangi platforma bo'lib, keyingi avlod yuqori samarali fotovoltaik texnologiyalarga yo'l ochadi.