華盛頓，2021 年 10 月 26 日——氣候變化及其后果正變得越來越明顯，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的太陽能電池將在世界未來的能源供應(yīng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。
太陽能電池的常見半導(dǎo)體材料，如硅，必須通過昂貴的工藝生長，以避免其晶體結(jié)構(gòu)中的缺陷影響功能。但是金屬鹵化物鈣鈦礦半導(dǎo)體正在成為一種更便宜的替代材料類別，具有出色且可調(diào)的功能以及易于加工的特性。
在來自 AIP Publishing 的 APL Materials 中，研究人員展示了有機(jī)-無機(jī)雜化鈣鈦礦半導(dǎo)體和器件的路線圖。
鈣鈦礦半導(dǎo)體可以從溶液中加工，半導(dǎo)體油墨可以涂覆或簡單地涂在表面上以形成所需的薄膜。這可以結(jié)合到半導(dǎo)體器件中，例如太陽能電池或發(fā)光二極管。
德國康斯坦茨大學(xué)的合著者 Lukas Schmidt-Mende 說：“多年來，溶液處理的半導(dǎo)體被認(rèn)為無法提供與特殊生長的晶體半導(dǎo)體相同的功能。”“這種想法背后的原因是，簡單的溶液處理本質(zhì)上會導(dǎo)致形成的晶體結(jié)構(gòu)中存在相對較多的缺陷，這可能對其功能產(chǎn)生負(fù)面影響。”
事實(shí)證明，有機(jī)-無機(jī)雜化鈣鈦礦具有很強(qiáng)的缺陷耐受性。處理后形成的缺陷不會顯著影響設(shè)備功能，而且混合鈣鈦礦首次實(shí)現(xiàn)了高效的溶液處理設(shè)備。
“我們可以簡單地改變鈣鈦礦的化學(xué)成分來調(diào)整其帶隙，這使我們能夠改變吸收曲線，”施密特-門德說。“這可用于制備不同波長的發(fā)光二極管，或調(diào)整串聯(lián)太陽能電池的鈣鈦礦材料以優(yōu)化吸收曲線。”
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