非中心对称插层结构单层

内建电势分离光生载流子

通过多原子层插层设计打破中心对称，获得内建电势差，有效分离光生载流子，并兼具高电子迁移率与宽光谱吸收。

刘俐俐 · Yuanpeng, Yang · Huimin, He · Cai, Chen · Zhang, Xuelin · Mohamed, Sharaf · Wu, Xiaozhi

iScience 2025

参数信息

电子迁移率

10³ cm²V⁻¹s⁻¹

功率转换效率

18.64 %

技术优势

内建电场自动分离载流子

非中心对称结构产生内建电势差，无需外部偏压即可有效分离光生电子和空穴，降低复合损失。

电子迁移率够高

多数材料电子迁移率可达 ~10³ cm²V⁻¹s⁻¹，有利于快速输运载流子，提升器件响应速度。

吸收覆盖宽波段

合适带隙使光吸收范围从近红外延伸至可见光，可拓宽器件的工作波长。

异质结效率破 18%

以 Mg2AlGaSe5 为给体与 InSe 构成 type II 异质结，功率转换效率达 18.64%，接近商用薄膜电池水平。

应用场景

• 钙钛矿太阳能电池：作为给体材料与 InSe 构建高效 type II 异质结，用于替代或补充传统钙钛矿吸光层。
• 光电探测器：宽带吸收和高迁移率可同时提高探测灵敏度与响应速度。
• 光电器件：内建电场分离载流子，降低器件对异质结界面质量的依赖，简化结构。
• 二维材料异质结：非中心对称结构提供天然的内建电势，可直接与 InSe 等材料堆叠成高效异质结。