由斯坦福大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一組研究人員開發(fā)出了一種新制造工藝，可以可擴(kuò)展的方式制造過(guò)渡金屬二硫?qū)倩?TMD) 太陽(yáng)能電池，從而使其更接近商業(yè)化生產(chǎn)。 TMD 是一種二維材料，具有出色的半導(dǎo)體特性和高光吸收系數(shù)。這使得它們適合生產(chǎn)半透明和柔性太陽(yáng)能電池，并有望應(yīng)用于航空航天、建筑、電動(dòng)汽車和可穿戴電子產(chǎn)品，這些領(lǐng)域非常需要輕質(zhì)、高功率重量比和靈活性。

該研究的通訊作者 Koosha Nassiri Nazif 表示：“我們開發(fā)了一種可擴(kuò)展、適合大規(guī)模生產(chǎn)的方法，可以生產(chǎn)出光伏級(jí)、晶圓級(jí)的二硒化鎢（WSe2 ）薄膜，該薄膜具有層狀范德華結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的特性，包括載流子壽命高達(dá) 144 納秒，比之前展示的任何其他大面積 TMD 薄膜高出 14 倍以上。 ”

該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種濺射多層 WSe2 薄膜，厚度為 15-30 納米，可通過(guò)基于 900 C 固體源硒 (SS-Se) 或 650 C 低熱預(yù)算氫硒 (H2Se) 前體的硒化工藝應(yīng)用于 150 毫米晶圓上。所得 WSe2 薄膜的能帶隙為 1.2 eV 至 1.3 eV，科學(xué)家將其描述為太陽(yáng)能收集的近乎理想的能帶隙。

據(jù)報(bào)道，與之前的硒化報(bào)告相比，該薄膜表現(xiàn)出更優(yōu)異的特性，表面光滑均勻。研究人員表示，通過(guò)改進(jìn)接觸和摻雜，在優(yōu)化的太陽(yáng)能電池設(shè)計(jì)中，其效率可達(dá)到 22.3%。