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EPFL、モリブデナイト太陽電池、LED開発

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April, 28, 2014, Lausanne--スイス連邦工科大学(EPFL)の研究チームは、モリブデナイトを使ってコンピュータチップのフラッシュメモリデバイス、写真センサを造ったが、今度は電子ポテンシャルに踏み込み、光を放出し、光を吸収して電気を生成できるダイオードを作製する。
 研究チームによると、モリブデナイトは、まだ予期しない驚きを持っている。EPFLナノスケール電子&構造研究所(LANES)のAndras Kis教授の研究チームは、この有望な半導体の研究を続けており、先頃ACS Nanoに発表した成果では、LEDと太陽電池の可能性を実証した。
 研究チームはシリコン上に重ねたモリブデナイト層でできたダイオードのプロトタイプを作製。インタフェースで、MoS2から放出される個々の電子がシリコンのホール(正孔)と結合する。2つの要素がそれぞれエネルギーを失うと、フォトンに変わる。「この光生成はモリブデナイトの特異性によって起こる。他の半導体では、このエネルギーは熱に変わる」とKis教授は説明している。
 さらに、デバイスを反転すると、光から電気を生成できる。原理は同じで、フォトンがモリブデナイトに到達すると電子が放出される、すると「ホール」ができ、電圧が生ずる。Kis教授によると、このダイオードは太陽電池のように動作する。「われわれのテストでは、効率は4%を超えていた。モリブデナイトとシリコンは、ここでは並行して動作している。MoS2は可視光ではもっと効率がよく、シリコンは赤外光域で効率がよいので、両方を用いると使えるスペクトラル域を最大化できる」。
 研究チームは電子発光ダイオードの可能性追求を考えている。今回の発見は、特にデータ伝送に使う銅線を発光素子に置き換えることで、マイクロプロセッサなどの電子デバイスのエネルギー消散を減らすことができる。