p Pela primeira vez, pesquisadores descobriram uma maneira de obter polaridade e comportamento fotovoltaico de certos não fotovoltaicos, materiais atomicamente planos (2D). A chave está na maneira especial como os materiais são organizados. O efeito resultante é diferente de, e potencialmente superior a, o efeito fotovoltaico comumente encontrado em células solares. p A energia solar é considerada uma tecnologia-chave no afastamento dos combustíveis fósseis. Os pesquisadores inovam continuamente em meios mais eficientes para gerar energia solar. E muitas dessas inovações vêm do mundo da pesquisa de materiais. O pesquisador associado Toshiya Ideue do Departamento de Física Aplicada da Universidade de Tóquio e sua equipe estão interessados ​​nas propriedades fotovoltaicas de materiais 2D e suas interfaces onde esses materiais se encontram.

p "Muitas vezes, interfaces de vários materiais 2D exibem propriedades diferentes para os cristais individuais sozinhos, ", disse Ideue." Nós descobrimos que dois materiais específicos que normalmente não exibem nenhum efeito fotovoltaico o fazem quando empilhados de uma maneira muito particular. "

p Os dois materiais são seleneto de tungstênio (WSe ₂ ) e fósforo preto (BP), ambos com estruturas cristalinas diferentes. Originalmente, ambos os materiais são apolares (não têm uma direção preferencial de condução) e não geram uma fotocorrente sob a luz. Contudo, Ideue e sua equipe descobriram que empilhando folhas de WSe ₂ e a BP juntos da maneira certa, a amostra exibiu polarização, e quando uma luz foi lançada sobre o material, gerou uma corrente. O efeito ocorre mesmo se a área de iluminação estiver longe dos eletrodos em qualquer uma das extremidades da amostra; isso é diferente de como funciona o efeito fotovoltaico comum.

p A chave para este comportamento é a forma como o WSe ₂ e BP estão alinhados. A estrutura cristalina do BP tem reflexo, ou espelho, simetria em um plano, enquanto WSe ₂ tem três linhas de simetria de espelho. Quando as linhas de simetria dos materiais se alinham, a amostra ganha polaridade. Este tipo de empilhamento de camadas é um trabalho delicado, mas também revela aos pesquisadores novas propriedades e funções que não poderiam ser previstas apenas olhando para a forma comum dos materiais.

p “O maior desafio para nós será encontrar uma boa combinação de materiais 2D com maior eficiência de geração elétrica e também estudar o efeito da mudança dos ângulos das pilhas, "disse Ideue." Mas é tão gratificante descobrir propriedades emergentes de materiais nunca antes vistas. Esperançosamente, um dia essa pesquisa pode melhorar os painéis solares. Gostaríamos de explorar mais propriedades e funcionalidades sem precedentes em nanomateriais. "

p O estudo é publicado em Ciência .