多层过渡金属二硫化物 PN 结中显著的光伏响应

过渡金属二硫化物（TMDs）是具有与 Si 相当的间接带隙的层状半导体。这些化合物可以大面积生长，同时其带隙可以通过改变化学成分或施加栅极电压进行调节。迄今为止收集的实验证据表明，它们与光有强烈的相互作用，这与从块体晶体或剥离单层中提取的小光伏效率$\eta \geq 1$%形成对比。在此，我们通过研究由堆叠在介电$h$-BN 上的约十个原子层的 MoSe$_2$组成的静电生成 PN 结的光伏响应，评估了这些化合物的潜力。除了理想的二极管状响应外，我们发现这些结在 AM-1.5 光照下可产生超过 14% 的光伏效率$\eta$，填充因子约为 70%。鉴于提高$\eta$的可用策略，如带隙调节、改善电接触质量或制造串联电池，我们的研究表明基于 TMDs 的光伏应用具有显著的潜力。