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突破!北京大学Xue, Guodong在Science上发表的第1篇论文

论论资讯 | 2024-06-07 41627热度

Science

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WS<sub>2</sub> ribbon arrays with defined chirality and coherent polarity

Xue Guodong; Zhou Ziqi; Guo Quanlin; Zuo Yonggang; Wei Wenya; Yang Jiashu; Yin Peng; Zhang Shuai; Zhong Ding; You Yilong; Sui Xin; Liu Chang; Wu Muhong; Hong Hao; Wang Zhu-Jun; Gao Peng; Li Qunyang; Zhang Libo; Yu Dapeng; Ding Feng; Wei Zhongming; Liu Can; Liu Kaihui

Published:2024-06-07
DOI:10.1126/science.adn9476

新型太阳能材料突破:WS<sub>2</sub> 带状阵列的合成与应用

研究背景

随着全球能源需求的不断增长,太阳能作为一种清洁、可再生的能源形式,其开发利用日益受到重视。然而,传统的太阳能电池效率受限于Shockley-Queisser极限,这限制了太阳能的大规模应用。近年来,一维过渡金属二硫化物因其增强的体光伏效应而成为突破这一极限的潜在材料。尽管如此,这些原型设备的集体输出效率仍面临重大挑战。

研究内容

本研究在《Science》杂志上发表,报告了一种新型合成策略,成功制备了具有明确手性和一致极性的单晶WS<sub>2</sub>带状阵列。通过原子级制造技术,研究团队能够精确控制WS<sub>2</sub>带的手性,包括调节其为扶手椅型、锯齿型和手性种类,并通过带状前驱体界面能量确定极性方向。实验结果显示,单一的扶手椅型带展现出强烈的体光伏效应,而进一步整合约1000个具有一致极性的带状阵列,显著提升了光电流的规模化生产能力。

研究意义

这项研究的创新之处在于,它不仅解决了WS<sub>2</sub>带状阵列的手性和极性控制的难题,还为提高太阳能电池的效率提供了新的途径。通过精确控制材料结构,本研究为超越传统太阳能电池的效率极限提供了可能,这对于推动太阳能技术的发展具有重要的科学意义和实际应用价值。此外,这种合成策略的开发也为其他功能性纳米材料的设计和制造提供了新的思路。 总之,这项研究不仅在材料科学领域取得了突破,也为太阳能技术的进步做出了重要贡献,预示着未来太阳能电池效率的进一步提升和应用范围的扩大。

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