Высокоэффективный фотоэлемент, толщиной в 20 ангстрем был разработан международной командой исследователей Университета Бостона, Университета Оксфорда, и Национального Университета Сингапура. Атомно-тонких фотогальванический прибор имеет квантовую эффективность 30%,
которая является численным показателем фотонов преобразованных, в несущие заряд электроны.
Устройство представляет собой сэндвич из дихалькогенид полупроводникового переходного металла (TMDC, Semiconducting Transition Metal Dichalcogenide, ) и слоя графена. TMDC является слоистым материалом, состоящим из треугольной решетки атомов переходных металлов, зажатой между двух треугольных решеток халькоген атомов – серы, селена или теллура. Известно, что они обладают свойством мощного фотон-электронного взаимодействия в связи с наличием в решетке Ван Хова (квантово-механической) особенности, которая делает электроны особенно восприимчивы к внешним воздействиям, таким как стимуляция светом.
Исследователи построили атомно-тонких фотоэлектрическое устройство в состав, которого входит: нитрид бора— в качестве внешнего, защитного, изолирующего слоя; графен— как жесткий, прозрачный и гибкого проводник; и слой TMDC.
Когда свет попадает на TMDC- структуру, он выбивает электроны, которые собираются с помощью графенового электрода, и могут быть поданы в цепь нагрузки. Ученые также обнаружили, что покрытие поверхность графена золотыми наночастицами усиливает поглощение света.
По словам участника команды Антонио Кастро Нето из Университета Бостона, который работает в Национальном университете Сингапура на данный момент: «Общая толщина устройства не более 20Å (ангстрем ). Мы хотели посмотреть, если что-то более тонкой, что могло бы эффективно производить электрический ток, и мы показали, что даже устройство толщиной в несколько атомов толстые может превратить 30% энергии фотонов в электричество».