二硫化钼在太阳能电池中的应用

罗 伟，姜 鑫，梁世豪，杜 锐

(东北石油大学 物理与电子工程学院，黑龙江 大庆 163318)

1 前 言

随着人类社会的进步，能源需求量日益增加。传统化石能源面临枯竭的风险，并且它的使用带来了越来越多环境、经济和社会问题。太阳能作为可用的最大量级的可再生能源，对其进行充分利用将成为解决“能源危机”的重要途径之一。以单晶硅和多晶硅为主要材料的第一代太阳能电池的发电成本已降低到可以与传统煤电、核电等竞争的水平。随着技术的进一步发展，太阳能电池的应用前景将越来越广阔，并将极大地改变人们的生活方式。然而，第一代太阳能电池存在转换效率较低、生产过程中存在着污染和对高纯硅的依赖等问题。

薄膜太阳能电池作为第二代太阳能电池，在许多方面都显示出了超过晶体硅的优异性能。随着以石墨烯为代表的具有优异性能的二维材料的出现，薄膜太阳能电池的性能有望获得进一步提升。2004年NOVOSELOV等[1]通过机械剥离法从石墨中分离出单层的石墨烯单层薄膜，证明了二维石墨烯材料的存在。进一步的研究指出石墨烯不仅拥有优异的电子特性、光学特性，有趣的柔韧性和突出的透明性，还具有优良的机械性能。此外，其化学性质非常稳定，场效应迁移率高达104～105cm2/Vs[1]。经过十几年的研究，用于制备太阳能电池的石墨烯已经具有足够高的功率转换效率(PCE)，最高达到了15.6%[2]。然而，石墨烯具有零带隙结构，这限制了石墨烯在电学和光学等领域中的应用。……