光伏電池效率提高有望！新工藝突破了關鍵材料生產瓶頸……
財聯社12月13日訊(黃君芝)眾所周知，隨著鹵化物鈣鈦礦等光捕獲材料的使用，太陽能電池效率正在明顯地提高。然而，持續大規模生產這些材料仍然是一項復雜的任務。
近期，美國萊斯大學的一組研究人員在這方面取得了突破。他們通過控制動態結晶成功解決了二維鹵化物鈣鈦礦合成的瓶頸。最新研究成果已于近期發表在了《自然合成》雜志上。
這是一種新工藝，通過控制結晶過程的溫度和持續時間，可以產生理想厚度和純度的二維鈣鈦礦基半導體層。該過程被稱為動能控制空間約束，可以幫助提高穩定性并降低基于鹵化物鈣鈦礦的新興技術(如光電子和光伏)的成本。
研究人員說，“生產二維鈣鈦礦晶體，層厚度，或量子阱厚度，也被稱為‘n值’，是一個主要的瓶頸。”據悉，高于4的n值意味著材料具有更窄的帶隙和更高的導電性――這是電子設備應用的關鍵因素。
當原子或分子形成晶體時，它們將自己排列成高度有序的規則晶格。例如，冰有18種可能的原子排列或相。就像冰中的氫原子和氧原子一樣，構成鹵化物鈣鈦礦的粒子也可以形成多種晶格排列。
科學家們的目標是合成二維鹵化物鈣鈦礦層，在整個過程中只表現出單相。然而，問題在于，傳統的高n值二維鈣鈦礦合成方法會產生不均勻的晶體生長，從而影響材料的性能可靠性。
“在傳統的二維鈣鈦礦合成方法中，由于缺乏對結晶動力學的控制，你會得到混合相的晶體，這基本上是溫度和時間之間的動態相互作用，”研究人員說，“我們設計了一種方法來減緩結晶，并逐漸調整每個動力學參數，以達到合成的最佳點。”
研究人員表示，這項工作推動了高量子阱二維鈣鈦礦合成的界限，使它們成為各種應用的可行和穩定的選擇。
他們說，“我們已經開發了一種新方法來提高晶體的純度，并解決了該領域長期存在的問題，即如何接近高n值，相純晶體的合成。”
“這項研究突破對于二維鈣鈦礦的合成至關重要，它是實現太陽能電池和許多其他光電器件進步的關鍵。”他們補充道。
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