光伏（PV）效應是指材料在光照下產生電流和電壓的現象。PV效應可能是由電荷分離引起的，通過內部電場從異質結構中分離出來，異質結構通常由兩種或多種材料組成。然而，在由單一成分組成的非中心對稱材料中，在沒有外部場和空間不均勻性的情況下，可以在均勻照明下產生光電流，被稱為塊體PV（BPV）效應。由于BPV效應可能不受Shockley-Queisser限制，并且提高了現有的光電子效率，因此最近在許多鐵電材料中被重新研究，以及其他非中心對稱材料、有機晶體等。由于機械彎曲引起的應變小（約10^-6）和應變梯度小（約0.1 m^-1），因此在塊體晶體中撓曲電效應通常可以忽略不計。然而，在外延薄膜（約10⁶ m^-1）和超薄薄膜（約10⁷ m^-1）中，在相界（約10⁷?m^-1）、位錯核（約10⁹?m^-1）和裂紋尖端（約10⁸?m^-1）發現了巨大的應變梯度。近年來，研究人員報道了晶體上納米壓痕引起的撓曲電效應以及與柔性光伏（FPV）效應耦合的獨立薄膜上的機械彎曲。二維（2D）材料中大應變的存在，為探索可能的巨應變梯度效應提供了條件。但是，在2D材料中產生FPV效應的應變梯度工程的實驗研究尚未完成。

在2021年6月18日，美國倫斯勒理工學院Jian Shi和Jie Jiang（共同通訊作者）等人報道了一種獨特的策略來生成和調整2D材料中的應變梯度。作者通過使用基于由MoS₂和VO₂組成的混合系統的結構不均勻性和相變的應變梯度工程方法，報道了原型2D材料MoS₂的柔性光伏（FPV）效應的實驗研究。在此設計中，2D材料部分位于相變材料上方，部分位于非相變材料的上方。相變材料的結構相變（相I和相II間）可以通過外部刺激（溫度、電場等）來控制。接著，作者預計這種相變會在2D材料中引起應變和應變梯度。特別是，在相II正上方，預計會出現均勻應變；在相變材料和非相變材料之間的邊界附近，預計會出現應變梯度。這些應變梯度調整了電子密度分布，導致沿應變梯度方向產生的偶極矩不為零，即撓曲電性。因此，MoS₂中的實驗塊體光伏系數比大多數非中心對稱材料的塊體光伏系數高出幾個數量級。該工作揭示了低維材料中FPV效應與應變梯度之間的基本關系，可能會激發對應變梯度工程材料中新光電現象的探索。

通過獨特的應變梯度工程方法，作者在中心對稱2D材料MoS₂中發現了FPV效應。通過混合系統中VO₂微束的溫度誘導結構相變，MoS₂片可以承載高達10⁶ m^-1的巨大應變梯度。對比大多數非中心對稱絕緣體和半導體，本文的應變梯度工程MoS₂片具有高出幾個數量級的玻璃和BPV系數，可能是由于巨應變梯度的可及性和MoS₂固有的優越光電特性。作者在2D材料中發現FPV效應豐富了對FPV效應的基本理解，并且可能為潛在的PV應用提供新的概念和材料。

Flexo-photovoltaic effect in MoS₂. Nature Nanotechnology, 2021, DOI: 10.1038/s41565-021-00919-y.