金屬鹵化物鈣鈦礦半導(dǎo)體可以與硅對(duì)應(yīng)物競(jìng)爭(zhēng)太陽(yáng)能電池

華盛頓，2021 年 10 月 26 日——氣候變化及其后果正變得越來(lái)越明顯，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的太陽(yáng)能電池將在世界未來(lái)的能源供應(yīng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

太陽(yáng)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(zhǎng)，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(lái)自 AIP Publishing 的 APL Materials 中，研究人員展示了有機(jī)-無(wú)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(jiǎn)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(yáng)能電池或發(fā)光二極管。

德國(guó)康斯坦茨大學(xué)的合著者 Lukas Schmidt-Mende 說：“多年來(lái)，溶液處理的半導(dǎo)體被認(rèn)為無(wú)法提供與特殊生長(zhǎng)的晶體半導(dǎo)體相同的功能。”“這種想法背后的原因是，簡(jiǎn)單的溶液處理本質(zhì)上會(huì)導(dǎo)致形成的晶體結(jié)構(gòu)中存在相對(duì)較多的缺陷，這可能對(duì)其功能產(chǎn)生負(fù)面影響。”

事實(shí)證明，有機(jī)-無(wú)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(huì)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(jiǎn)單地改變鈣鈦礦的化學(xué)成分來(lái)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(zhǎng)的發(fā)光二極管，或調(diào)整串聯(lián)太陽(yáng)能電池的鈣鈦礦材料以優(yōu)化吸收曲線。”

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