由魯汶大學(xué)(KU Leuven)領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)研究首次解釋了如何穩(wěn)定有前景的鈣鈦礦-可以將陽光轉(zhuǎn)化為電能的人造晶體。結(jié)果，晶體變成黑色，使其能夠吸收陽光。為了能夠在易于制造且高效的新型太陽能面板中使用它們，這是必要的。該研究發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。

鈣鈦礦是具有許多應(yīng)用的半導(dǎo)體材料。它們?cè)谑斋@太陽能方面顯示出特別的希望。當(dāng)前，大多數(shù)太陽能電池由硅晶體制成，硅晶體是用于該目的的相對(duì)簡單有效的材料。但是，基于鈣鈦礦的設(shè)備比硅提供更高的轉(zhuǎn)換效率。唯一的問題：一些最有前途的鈣鈦礦，即三碘化銫銫(CsPbI 3)在室溫下非常不穩(wěn)定。在這些條件下，它們具有黃色，因?yàn)榫w中的原子不會(huì)形成鈣鈦礦結(jié)構(gòu)。為了使晶體有效地吸收陽光并將其轉(zhuǎn)化為電能，它們應(yīng)處于黑色鈣鈦礦狀態(tài)，并保持這種狀態(tài)。

KU魯汶膜中心的朱利安·斯蒂爾(Julian Steele)博士解釋說：“硅形成了非常堅(jiān)固的硬質(zhì)晶體。按一下它，它的形狀就不會(huì)改變。另一方面，鈣鈦礦更柔軟，更具延展性。”可持續(xù)解決方案(cMACS)的分離，吸附，催化和光譜學(xué)。“我們可以在各種實(shí)驗(yàn)室條件下穩(wěn)定它們，但是在室溫下，黑色鈣鈦礦原子確實(shí)想要重新洗牌，改變結(jié)構(gòu)并最終使晶體變黃。”

斯蒂爾與一個(gè)國際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)一起發(fā)現(xiàn)，通過將鈣鈦礦太陽能電池薄膜粘合到一塊玻璃上，這些電池可以獲得并保持所需的黑色狀態(tài)。將該薄膜加熱到330攝氏度，使鈣鈦礦膨脹并粘附在玻璃上。加熱后，將薄膜迅速冷卻至室溫。此過程將原子固定在晶體中，限制了它們的移動(dòng)，從而使它們保持所需的黑色形式。

斯蒂爾說：“決定太陽能電池質(zhì)量的三個(gè)因素是：價(jià)格，穩(wěn)定性和性能。鈣鈦礦在性能和價(jià)格上得分很高，但它們的穩(wěn)定性仍然是一個(gè)主要問題。” 幾年來科學(xué)家一直在觀察鈣鈦礦在加熱后可以保持其黑色度，但至今尚不清楚原因。Steel解釋說：“在我們的研究中，我們選擇CsPbI 3是因?yàn)樗男阅芊浅８摺?rdquo; “此外，它是鈣鈦礦中最不穩(wěn)定的類型之一，這意味著它對(duì)我們描述的方法很敏感，應(yīng)該轉(zhuǎn)化為其他不穩(wěn)定的鈣鈦礦。”