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來(lái)自德國(guó)馬丁路德大學(xué)Halle-Wittenberg分校（MLU）的研究人員開(kāi)發(fā)了一種由三種不同層次的鐵電晶體組成的晶格排列，可在太陽(yáng)能電池中產(chǎn)生強(qiáng)大效應(yīng)。

研究人員認(rèn)為，與鐵電晶體晶格結(jié)合后，太陽(yáng)能電池的功率可以提升一千倍。結(jié)合不同材料的超薄層可以將太陽(yáng)能電池的光伏效應(yīng)提高1000倍。研究人員通過(guò)創(chuàng)造鈦酸鋇（BaTiO3）、鈦酸鍶（SrTiO3）和鈦酸鈣（CaTiO3）結(jié)晶層實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)，這些材料被交替置于彼此頂部。

目前，大多數(shù)太陽(yáng)能電池都是硅基電池，但是，它們的效率有限。這推動(dòng)了研究人員對(duì)新材料的研究，例如鐵電材料鈦酸鋇，一種由鋇和鈦組成的混合氧化物。然而，純鈦酸鋇不能吸收很多陽(yáng)光，因而產(chǎn)生的光電流相對(duì)較低。

鐵電性是某些材料的一種特性，它們具有自發(fā)的電極，通過(guò)外部電場(chǎng)的作用可以逆轉(zhuǎn)電極。

根據(jù)MLU創(chuàng)新能力中心SiLi-nano的物理學(xué)家Akash Bhatnagar博士的說(shuō)法，鐵電性意味著材料具有空間上分離的正負(fù)電荷，電荷分離導(dǎo)致一種不對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可以令光生電。

MLU研究人員的研究報(bào)告發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上。

與硅不同，鐵電晶體不需要所謂的pn結(jié)來(lái)產(chǎn)生光伏效應(yīng)，換言之，沒(méi)有正負(fù)摻雜層。Bhatnagar博士解釋稱，這使太陽(yáng)能電池組件生產(chǎn)變得更加容易。

他解釋說(shuō)，鐵電材料與順電材料的交替使用非常重要。雖然后者沒(méi)有分離的電荷，但在某些條件下，如低溫或當(dāng)其化學(xué)結(jié)構(gòu)被輕微改變時(shí)，它可以變成鐵電體。

研究小組觀察到，如果鐵電層不僅與一個(gè)，而且與兩個(gè)不同的準(zhǔn)電層交替，那么光伏效應(yīng)會(huì)大大增強(qiáng)。因此，通過(guò)用高功率激光汽化晶體并將其重新放置在載體基底上，他們將BaTiO3嵌入到SrTiO3和CaTiO之間，產(chǎn)生了一種500層的材料，厚度約200納米。

在進(jìn)行光電測(cè)量時(shí)，新材料被激光照亮。結(jié)果令研究人員感到驚訝，與類似厚度的純BaTiO3相比，盡管作為主要光電成分的BaTiO3的比例減少了近三分之二，但電流強(qiáng)度卻高出了1000多倍。

Bhatnagar博士解釋稱，晶格層之間的相互作用似乎帶來(lái)了更高的介電常數(shù)。測(cè)量結(jié)果顯示，這種效應(yīng)非常強(qiáng)烈，在六個(gè)月的時(shí)間里幾乎保持不變。這項(xiàng)仍在進(jìn)行當(dāng)中的研究就是為了了解究竟是什么導(dǎo)致了這種非凡的光伏效應(yīng)。 

原標(biāo)題：與鐵電晶體晶格結(jié)合 太陽(yáng)電池功率可提升1000倍