光电池是一种将太阳能电池和储能电池集合在一个电池里的新型电池，是实现太阳能转化、存储与利用的理想技术手段。然而，当前基于同时具备光电转化和电池储存性能的双功能材料，如二维硫化物、钛氧化物和发、钒氧化物和部分有机半导体材料等普遍存在光电转化存储效率低和光生载流子复合严重等问题，严重制约其应用。
针对当前该领域的技术挑战，我校洪振生教授研究团队通过在碳纳米管（CNTs）上构筑了化学键合的面内1T/2H-MoS2异质结构，将金属性1T-MoS2、半导体性2H-MoS2和导电CNTs集成于一个多界面框架中。1T/2H异质界面形成的内建电场可驱动光生电子与空穴的定向分离，而CNTs则为电子快速传输提供连续通道，从而显著抑制载流子复合并提升界面电荷转移动力学。飞秒瞬态吸收与开尔文探针力显微测试结果表明，该结构具有更长的载流子寿命和更高的表面光电压，证实其优异的电荷分离能力。在锂离子光电池中，该材料在光照下比容量由493.7 mAh g-1提升至624.9 mAh g-1，最高光电转换与存储效率达6.62%，并实现无需外加电压的自充电过程。
研究成果以“Phase-Engineered 1T/2H MoS2 Heterostructures for High Conversion Efficiency Lithium-Ion Photo-Batteries”为题发表于材料学领域国际著名学术期刊ACS Nano (影响因子 16.1)。福建师范大学为第一完成单位，我校博士研究生肖绪武为论文第一作者，福建师范大学洪振生教授为唯一通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、福建省“雏鹰计划”青年拔尖人才、福建省自然科学基金和福建师范大学碳中和研究院开放基金等多方资助。
全文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.5c21050
（物理与能源学院）