抑制鈣鈦礦晶體結構不穩定的有效方法被找到，未來應用前景廣闊

由於鈣鈦礦獨特的晶體結構，它可以很容易地由多種元素合成，所以鈣鈦礦引起了廣泛的關注。科學家們已經設計出了一系列有趣的鈣鈦礦晶體，這些晶體在超聲波機器、傳感器、雷射和存儲晶片等技術中都很有用。

由金屬滷化物鈣鈦礦晶體製成的太陽能電池特別有前途。它們比使用矽的電池薄500倍，矽是太陽能技術自1950年代以來一直依賴的材料，這意味著生產成本可以保持在較低水平。

它們也更加靈活和高效。在科學家們研究它們的短短十年裡，它們的轉化效率已經飆升到25%左右。相比之下，矽基電池用了40年才達到同樣的效率。

當然這一切並不是一帆風順的。「當太陽照射在這些材料上時，不同的滷化物往往在空間上分離，這顯然降低了它們的用途，」雪梨大學材料科學家、新論文的合著者阿薩夫威德默·庫珀解釋道。

單一混合滷化物鈣鈦礦晶體的掃描共焦顯微鏡圖像，顯示了混合（綠色）和分離（紅色）區域的發射。

澳大利亞的研究人員可能已經克服了全球開發下一代鈣鈦礦太陽能電池的重大障礙。

一次偶然的觀察和快速的跟蹤使來自激子科學研究中心的一個團隊解決了當材料暴露在陽光下時所引起的基本穩定性問題。

在《自然材料》雜誌上發表的一篇論文中，他們的突破意味著這種材料可以在不改變理想成分的情況下保持穩定。

這種對精心排列成分的破壞會干擾材料對某些波長的吸收，並影響其效率和載流子傳導。對於一種經常暴露在陽光下的材料來說，這是一個關鍵需要解決的問題。

解決方案？

在他們的論文中，研究人員描述了高強度光是如何真正消除由低強度光引起的破壞的。他們在進行一項無關緊要的測量時，意外地觀察到了這種影響，但研究小組很快意識到他們偶然發現了重要的東西。

由雪梨大學的斯特凡諾·貝爾納迪領導的計算模型有助於闡明這一驚人觀測的意義。

他解釋說：「我們發現，隨著激發強度的增加，離子晶格中的局部應變開始合併在一起，這是導致分離的原始原因。」。

其他研究小組試圖通過調整金屬滷化物鈣鈦礦的成分或改變材料的尺寸來解決這個問題。這樣做的複雜性和投入會很大。

來自墨爾本大學的聯合研究者克裡斯·霍爾說：「我們展示的是，你可以在你想用的狀態下，將這種材料用於太陽能電池。你需要做的就是把更多的光聚焦到它上面。」

這項研究解決了鈣鈦礦基太陽能研究面臨的一個關鍵問題，在其實際應用中將會進行諸多測試，以確定這項研究成果的價值。