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大約2年前，MIT的科學(xué)家開始研究二硫化鉬(MoS2)在光伏材料方面的應(yīng)用潛力。結(jié)果有些混亂。他們研究得結(jié)論是相關(guān)材料轉(zhuǎn)化效率值非常低，但另一項(xiàng)發(fā)現(xiàn)卻鼓舞人心：通過將三片二硫化鉬壓縮到一納米的厚度，這種材料能夠吸收10%的直射太陽光。這要比砷化鎵和硅所能吸收陽光高出一個(gè)數(shù)量級。
雖然這種新材料的發(fā)現(xiàn)令人鼓舞，但是這還與不足以讓所有人搖旗吶喊著要求使用二硫化鉬取代光伏和其他光電材料中的硅。
現(xiàn)在，美國西北大學(xué)的研究人員這在實(shí)現(xiàn)二硫化鉬與等離子體(plasmonics )的合成，這樣能夠進(jìn)一步提高材料對光的吸收率，以及光致發(fā)光特性。
使用等離子納米結(jié)構(gòu)提升太陽光電效果并不新鮮。早在2012年，普林斯頓大學(xué)學(xué)的研究者就開發(fā)出了一種等離子納米結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)應(yīng)用于采樣能電池，能夠使材料吸收照射到材料表面96%的光，并能提高光175%左右的電轉(zhuǎn)化效率。
等離子體基元利用，光子撞擊金屬表面密集電子時(shí)發(fā)生的震蕩。除了等離子體在光伏中的應(yīng)用，等離子體基元還有很多其他的潛在價(jià)值，包括計(jì)算機(jī)芯片上的數(shù)據(jù)傳輸和進(jìn)行高分辨率的光刻技術(shù)。
根據(jù)《Nano Letters》的一篇研究，西北大學(xué)的團(tuán)隊(duì)使用等離子銀納米圓盤陣列(plasmonic silver nanodisc arrays)能夠顯著提升二硫化鉬的光激發(fā)效應(yīng)。
我們已經(jīng)得知這些等離子納米結(jié)構(gòu)有著能夠吸引和困住少量光的特性。Serkan Butun，一名博士后研究員說道。“現(xiàn)在，我們的研究表明，通過將銀納米片至于(二硫化鉬)材料表面，能夠增強(qiáng)12倍以上的光發(fā)射(light emission)。”
這種12倍的光發(fā)射(light emission)的提升，是由于等離子共振與光的激發(fā)和排放發(fā)生了耦合，這增強(qiáng)了光于納米材料之間的相互作用。
研究人員認(rèn)為光發(fā)射增強(qiáng)效應(yīng)，將使得二硫化鉬應(yīng)用于發(fā)光二極管中。
這是一個(gè)巨大的進(jìn)步，但不是故事的結(jié)尾。 該項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人Koray Aydin在采訪中說道。還有能夠進(jìn)一步提高光發(fā)射的方法，不過目前我們還沒有找到。目前最有效的增加光發(fā)射就是我們的超薄二硫化鉬材料了。
來源：中科院物理研究所