一个国际研究人员团队，波士顿大学，牛津大学和新加坡国立大学的研究人员开发了一种具有高量子效率的原子薄型光伏器件。原子薄型光伏器件的量子效率为30％，这只是对转换为载流电子的光子数量的度量。
难以置信的薄单元。石墨烯（浅蓝色）；双杀烟碱（白色+蓝色）;纳米粒子（金）；氮化硼（紫色+米色）©Science / AAAS
为了制造该器件，研究人员创建了一种半导体过渡金属二卤化二硫化锡（TMDC）和石墨烯片的三明治。“这项工作扩展了基于材料科学家正在开发的二维原子晶体的新型'异质结构'的范围，并可能导致新型的柔性太阳能电池或光电晶体管，”《化学世界》的西蒙·哈德灵顿指出。
继续：“ TMDC是由过渡金属原子的三角形晶格夹在硫属元素原子的两个三角形晶格（硫，硒或碲）之间的层状材料。由于存在范霍夫奇异点，因此它们具有强的光子-电子相互作用，这是一种量子力学特征，使电子特别容易受到外界干扰，例如光的刺激。
研究人员通过使用氮化硼作为外部保护性绝缘层来构造原子薄型光伏器件。然后使用石墨烯作为坚韧，透明和柔性的导体；然后将TMDC用作三明治的“肉”（或豆腐）。
“当光照射到TMDC上时，它会释放出电子，这些电子被石墨烯电极收集，可以利用它们进行工作。”科学家们还发现，在石墨烯表面涂上金纳米颗粒可以增强光吸收。
根据目前在新加坡国立大学工作的波士顿大学的团队成员Antonio Castro Neto的说法：
总体而言，该设备的厚度不超过约20Å。我们想看看这种薄的东西是否可以有效地产生电流，并且我们证明了即使是几个原子的东西也可以将30％的光子能量转化为电能。
牛津大学的光伏专家亨利·斯奈思（Henry Snaith）是另一位研究人员，他认为这项新技术具有很大的潜力：
我认为TMDC应该制造出非常好的晶体管，因为截止电流应该能够非常低（单个原子层），并且由于迁移率高，导通电流应该非常高。另外，与光相互作用的可能性使得光电晶体管以及因此高度灵敏的光电探测器变得非常可能。
尽管，Snaith不太相信该系统会产生新的太阳能电池，因为堆叠设备会降低其效率。下一步的议程是研究其他二维半导体晶体，以查看是否可以提高系统的效率。研究人员计划对其他材料组合进行实验，以创建新颖的异质结构。他们还计划设计整个系统以提高性能。
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