世界各地的研究小組已經認識到鈣鈦礦是開發廉價, 環保和高效太陽能電池最有前景的材料之一. 在短短几年內, 電源轉換效率從幾個百分點提高到了22% 以上. 然而, 目前可用於太陽能電池的鈣鈦礦含鉛, 林雪平大學高級講師Feng Gao於2017年秋季被任命為瓦倫堡學院研究員, 利用單價金屬和三價金屬取代二價鉛來開發無鉛雙鈣鈦礦.
林雪平大學生物分子和有機電子部實驗室, 博士後研究人員Weihua Ning和Feng Wang成功製造了雙層鈣鈦礦密集結晶的單層薄膜. 這些薄膜的質量非常高, 可用作太陽能電池中的活性層, 在太陽能電池中吸收陽光併產生電荷載流子.
'我們在新加坡南洋理工大學的同事們已經表明, 電荷載體在材料中表現出長的擴散長度, 這是材料適合在太陽能電池中使用的必要條件. ' Feng Gao說.
但太陽能電池的功率轉換效率仍然很低-只有約1% 的太陽能轉化為電能-Feng Gao和Weihua Ning都不擔心.
'我們已經邁出了第一步, 並開發了一種製造活性層的方法. 對於如何在不久的將來提高效率, 我們有幾個好主意. ' Feng Gao說.
Weihua Ning也同意這個說法.
研究人員已經計算出超過4000種不同的材料組合可以形成雙鈣鈦礦. 他們還將使用理論計算來確定最適合用於太陽能電池的組合.
雙鈣鈦礦研究的這一突破也是林雪平大學和南洋理工大學材料與納米科學/技術聯合博士項目的成果.
'該論文是南洋理工大學與林雪平大學聯合博士項目討論的副產品. 兩名博士生, 每一名都被招募來參與這個項目. 這是該計劃的良好開端. ' 南洋理工大學教授Tze Chien Sum說.
'我們相輔相成, 南洋理工大學教授領導的團隊是光物理學方面的專家, 我們是材料科學和器件物理方面的專家. ' Feng Gao說.
研究結果發表在著名的科學期刊先進材料上.