Des chercheurs observent un effet de masse photovoltaïque accru dans un matériau ferroélectrique 2D


Des chercheurs observent un effet de masse photovoltaïque accru dans un matériau ferroélectrique 2D

La structure schématique du dispositif BPVE 2D. Crédit photo : LI Yue

L’effet photovoltaïque de masse (BPVE) est souvent utilisé dans la production d’électricité. En tant que processus de transfert d’énergie photons aux électrons et de création de tension dans un matériau , le BPVE agit comme un barrage qui élève « l’eau » (tension) pour créer « l’énergie » (courants électriques). Dans des études précédentes, les chercheurs ont trouvé une tension photovoltaïque élevée au-delà de la théorique de Shockley-Queisser (SQ), mais la densité du photocourant généré par les méthodes conventionnelles reste relativement faible.

Dans une étude publiée dans Communication nature, une équipe de recherche dirigée par le professeur Zeng Hualing et le professeur Gong Ming de l’Université des sciences et technologies de Chine (USTC) de l’Académie chinoise des sciences a réalisé une remarquable densité de photocourant dans un matériau bidimensionnel (2D) CuInP2S.6e (CIPS) avec une structure en couches de van der Waals (vdW). Ils ont obtenu un contrôle mesurable de la taille du BPVE dans les conditions du champ électrique appliqué, du champ lumineux incident et du champ de température.

Sur la base de l’épaisseur atomique caractéristique du matériau ferroélectrique en couches et de la faible force vdW entre les couches, les chercheurs ont construit une structure verticale en combinant du graphène avec certaines couches CIPS. De cette manière, ils ont obtenu une densité de photocourant élevée sans tension de polarisation appliquée et ont réalisé un contrôle mesurable sur la taille du BPVE. De plus, grâce à la régulation et au contrôle des photocourants, les chercheurs ont confirmé que la polarisation ferroélectrique bidimensionnelle est le principal mécanisme physique du BPVE amplifié.

De plus, en modifiant l’épaisseur des couches ferroélectriques bidimensionnelles, les chercheurs ont clairement démontré la transition dimensionnelle du BPVE. Et ils ont découvert que les performances du photovoltaïque 2D étaient intermédiaires entre les photovoltaïques volumétriques 1D et 3D, ce qui suggère que la dimensionnalité du dispositif était l’un des facteurs clés dans le développement d’un photovoltaïque hautement efficace basé sur le BPVE.

Les résultats soulignent le potentiel des ferroélectriques 2D ultra-minces pour le développement de cellules solaires de troisième génération avec un rendement élevé au-delà de la limite fondamentale SQ.


Télédétection : grand effet photovoltaïque utilisé dans les ferroélectriques hybrides à trois couches en 2D


Plus d’information:
Yue Li et al., Effet photovoltaïque en vrac amélioré dans le ferroélectrique bidimensionnel CuInP2S6, Communication nature (2021). DOI : 10.1038 / s41467-021-26200-3

Fourni par l’Université des sciences et technologies de Chine

Citation: Des chercheurs un effet photovoltaïque de masse amélioré dans un matériau ferroélectrique 2D (2021, 20 octobre), consulté le 21 octobre 2021 à partir de https://phys.org/news/2021-10-bulk-photovoltaic-effect-2d -ferroelectric. html

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