發現為新一代太陽能電池鋪平了道路為新一代太陽能電池鋪平了道路

由魯汶大學(KU Leuven)領導的一項研究首次解釋了如何穩定有前景的鈣鈦礦-可以將陽光轉化為電能的人造晶體。結果，晶體變成黑色，使其能夠吸收陽光。為了能夠在易于制造且高效的新型太陽能面板中使用它們，這是必要的。該研究發表在《科學》雜志上。

鈣鈦礦是具有許多應用的半導體材料。它們在收獲太陽能方面顯示出特別的希望。當前，大多數太陽能電池由硅晶體制成，硅晶體是用于該目的的相對簡單有效的材料。但是，基于鈣鈦礦的設備比硅提供更高的轉換效率。唯一的問題：一些最有前途的鈣鈦礦，即三碘化銫銫(CsPbI 3)在室溫下非常不穩定。在這些條件下，它們具有黃色，因為晶體中的原子不會形成鈣鈦礦結構。為了使晶體有效地吸收陽光并將其轉化為電能，它們應處于黑色鈣鈦礦狀態，并保持這種狀態。

KU魯汶膜中心的朱利安·斯蒂爾(Julian Steele)博士解釋說：“硅形成了非常堅固的硬質晶體。按一下它，它的形狀就不會改變。另一方面，鈣鈦礦更柔軟，更具延展性。”可持續解決方案(cMACS)的分離，吸附，催化和光譜學。“我們可以在各種實驗室條件下穩定它們，但是在室溫下，黑色鈣鈦礦原子確實想要重新洗牌，改變結構并最終使晶體變黃。”

斯蒂爾與一個國際科學家團隊一起發現，通過將鈣鈦礦太陽能電池薄膜粘合到一塊玻璃上，這些電池可以獲得并保持所需的黑色狀態。將該薄膜加熱到330攝氏度，使鈣鈦礦膨脹并粘附在玻璃上。加熱后，將薄膜迅速冷卻至室溫。此過程將原子固定在晶體中，限制了它們的移動，從而使它們保持所需的黑色形式。

斯蒂爾說：“決定太陽能電池質量的三個因素是：價格，穩定性和性能。鈣鈦礦在性能和價格上得分很高，但它們的穩定性仍然是一個主要問題。” 幾年來科學家一直在觀察鈣鈦礦在加熱后可以保持其黑色度，但至今尚不清楚原因。Steel解釋說：“在我們的研究中，我們選擇CsPbI 3是因為它的性能非常高。” “此外，它是鈣鈦礦中最不穩定的類型之一，這意味著它對我們描述的方法很敏感，應該轉化為其他不穩定的鈣鈦礦。”