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能源危機一直是一個老生常談的話題，開發新型可再生能源和提高能源的利用率才是生產與發展的長久之計。其中太陽能的發展受到全球研究人員的矚目，因為太陽能取自太陽，對人類而言可謂取之不盡用之不竭，但太陽能到電能或化學能的轉化效率一直為人所詬病，這也是發展太陽能技術的一大瓶頸。
研究太陽能電池就離不開半導體。通常，顏色越透明，導電性能越好，半導體的性能就越優良。我們生活中經常可以見到透明材料，例如玻璃，塑料等等；也有許多的半導體例如二氧化矽、二氧化鈦。但是，唯一不常見的就是既透明又能導電的材料，這二者一直無法完美地結合在一起，直到二氧化錫走入科學家們的眼中。近期，研究人員發現二氧化錫這種材料兼具透明和良好的導電性能，是一種絕佳的半導體材料。
遷移率是衡量半導體性能好壞的重要指標，它與物質內部電子的移動速度息息相關。二氧化錫中的錫和氧以離子鍵的方式結合在一起。研究人員發現，二氧化錫薄膜中的電子遷移率非常高，如此高的遷移速率使得二氧化錫能夠兼備導電和透明的特性。半導體是製造計算機晶片和太陽能電池板的基礎。據悉，這種材料的發展將會應用於下一代LED燈、光伏太陽能電池板或觸敏顯示技術。
實際上，自1960年以來二氧化錫就開始在工業上應用，包括氣體傳感器和太陽能設備的透明電極。二氧化錫內部電子的高流動性使其成為這些應用產品的必備材料。對於大多數應用而言，電子的流動性越高越有利。但唯一不足的是，二氧化錫只有在大塊的晶體中才會表現出如此高的電子遷移率，從而兼具透明狀態和高導電性。研究人員表示，二氧化錫在薄膜中表現出的遷移率最高。對二氧化錫來說，提高遷移率不僅可以提高材料的導電能力，而且還可以提高材料的透明度。
半導體越透明，透過的光就越多。基於這一點，將其應用於太陽能電池簡直最合適不過。研究人員將二氧化錫製作成薄膜後發現，這種薄膜可透過的波段包括可見光和近紅外光（太陽能能量的主要集中區域），這對於光伏太陽能電池板的轉換率有很大的益處，大大提升了太陽能電池板的功率。
除此以外，這種透明的二氧化錫材料還可以用於增強觸控螢幕顯示器（具有更高的精準度和響應速度）或更高效LED燈。後期，科學家還會考慮在二氧化錫薄膜中摻入其他物質，或增加缺陷，使得這種材料在小塊晶體中也能表現出優良的特性。
責編/朱張航宇
參考文獻：
[1] Michitaka Fukumoto, Shoichiro Nakao, Kei Shigematsu, Daisuke Ogawa, Kazuo Morikawa, Yasushi Hirose, and Tetsuya Hasegawa. High mobility approaching the intrinsic limit in Ta-doped SnO2 films epitaxially grown on TiO2 (001) substrates. Scientific Reports.
[2] Shoichiro Nakao et al. High Mobility Exceeding 80 cm2V-1s-1in Polycrystalline Ta-Doped SnO2Thin Films on Glass Using Anatase TiO2Seed Layers, Applied Physics Express(2010).