倍增效应！钙钛矿可以有效地将光能转化为电能，效率高达44%

钙钛矿是一组独特的晶体，在纳米技术中具有多种潜在特性。

然而，载流子倍增效应（一种使材料更有效地将光变为电能的效应），是之前在这些材料中未观察到的理想特性。

与大阪大学（OU和阿姆斯特丹大学（UA）联合开展并由Tom Gregorkiewicz教授（UA，OU）和Yasufumi Fujiwara教授（OU）领导的一项新研究首次证明了某些钙钛矿中载流子增殖的现状。

Leyre Gomez博士（右）和Chris de Weerd博士（左）提供了研究材料的样本。图片来源：阿姆斯特丹大学

晶体是离子、原子或分子的构型，它们排列整齐，在各个方向上重复。

在日常生活中常常遇到过一些晶体：包括钻石，普通盐，甚至是雪花。

也许不为人所熟知的是，当一些晶体的尺寸仅是纳米（几十亿分之一米 ）而不是日常生活中见到的晶体时，它们具有非常有趣的特性。那些晶体属于纳米晶体结构领域，这些结构已被证明在非常小规模的建筑技术应用中非常有用。

钙钛矿是以19世纪俄国矿物学家Lev Perovski命名的。这些材料形成了晶体结构相同的纳米晶体族。

这些钙钛矿在纳米尺度上具有许多有趣的电子特性，这使得它们可以方便地用于设计，例如激光、太阳能电池、电视屏幕和LED。这就是物理学家在过去几年中广泛研究钙钛矿纳米晶体的原因。

载波倍增

载体倍增是迄今为止钙钛矿中尚未证明存在的性质。

当光能通过纳米晶体转换成电能时（例如太阳能电池）这通常是一个粒子一次完成的：一个光子导致一个激发电子（以及电子曾经存在的等效“空穴”）携带电流。

然而在某些材料中，如果入射光具有足够的能量，就有可能激发额外的电子 - 空穴对；正是这个过程被称为载波倍增。

当载波倍增发生时，将光能转换为电能将更加有效。

例如，在普通太阳能电池中，对于能够以这种方式转换的能量总量有一个假设的限制（即所谓的冲击极限）：最多有大约30％的太阳能转换成电能。但在载体倍增效应的材料中，已经实现了高达44％的效率。

这也使得寻找钙钛矿中的载流子倍增效应变得非常有趣，这正是光电材料集团的Leyre Gomez博士和Chris de Weerd博士目前所做的。

该研究由Tom Gregorkiewicz教授领导，由Yasufumi Fujiwara教授、代尔夫特理工大学和筑波国立AIST研究所的同事共同完成。

研究人员使用光谱技术（用闪光灯照射材料后检测材料产生的辐射频率）证明了由碘、铅和铯设计的钙钛矿纳米晶体确实显示出载体倍增。

此外，该团队认为，这种影响的效率比迄今为止所报告的任何其他类型的材料都要高；因此，通过这一发现，钙钛矿的独特性能得到了新的推动！

原文来自azom，原文题目：Perovskites Can Efficiently Convert Light Energy into Electricity，由材料科技在线团队翻译整理。