多倫多大學(xué)的工程師們率先研究了單晶鈣鈦礦材料的新應(yīng)用，該材料可以讓太陽能電池板和發(fā)光二極管更便宜更高效。新研究讓人們對太陽能吸收材料有了新的理解，被稱為鈣鈦礦的材料善于吸收可見光，但其作為完美的單晶體尚未被詳細(xì)地研究。
利用新技術(shù)，研究者們制成了大塊純鈣鈦礦晶體，并研究了在光電轉(zhuǎn)化過程中，電子在該材料中的運(yùn)動(dòng)方式。
安裝在恒溫器上的橙色純鈣鈦礦晶體。（來源：多倫多大學(xué)工程學(xué)院）
多倫多大學(xué)的愛德華˙羅杰斯高級電子和計(jì)算機(jī)工程系教授TedSargent和阿卜杜拉國王科技大學(xué)教授OsmanBakr領(lǐng)導(dǎo)的研究小組，結(jié)合激光技術(shù)測定了鈣鈦礦材料的特性。通過記錄材料中快速移動(dòng)的電子，可以測定在無材料缺陷的條件下，電子的運(yùn)動(dòng)長度以及在材料中的運(yùn)動(dòng)速率。他們的工作發(fā)表在近期出版的Science雜志上。
“我們的工作證實(shí)了鈣鈦礦材料在收集太陽能方面的潛在能力，”Sargent小組博士后研究員RiccadrdoComin說。
有機(jī)三鹵化鉛鈣鈦礦晶體原子模型（來源:阿卜杜拉國王科技大學(xué)）
上圖為一位藝術(shù)家繪制的有機(jī)三鹵化鉛鈣鈦礦晶體原子模型。在室溫條件下，研究人員成功地制造出這些高質(zhì)量的鈣鈦礦單晶體。該晶體能有效地將光轉(zhuǎn)換成可很長距離移動(dòng)的載流子，由于晶體具有極少的缺陷，載流子的運(yùn)動(dòng)長度超過10微米。這項(xiàng)研究表明如果提升材料純度，有機(jī)三鹵化鉛鈣鈦礦材料光電池將獲得進(jìn)一步突破；也表明鈣鈦礦晶體在半導(dǎo)體和光電設(shè)備領(lǐng)域內(nèi)，具有廣泛的應(yīng)用前景。
近年來，鈣鈦礦材料使用效率已超過20%，接近那些目前大范圍使用的，已安裝在西班牙沙漠和加利福尼亞房頂?shù)纳逃霉杼柲茈姵匕濉?/p>
