美国研发铁电无铅材料可望改变太阳能电池的制造

美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室（Berkeley Lab）的一组研究人员与加州大学伯克利分校合作，发现了一种独特的材料，可以用作更简单的太阳能电池制造方法。

这种材料是一种具有内置电场的结晶太阳能材料 - 也称为“铁电性” - 最近在发表在《科学进展》杂志上。

由于这一发现，制造太阳能电池设备可以更便宜，包括更简单的过程，并且可以更有效率。

太阳能电池板需要太阳能电池将来自太阳的能量转化为电能。这些太阳能电池需要一个电场来分离正电荷和负电荷。

这种新型铁电材料在实验室中由三溴化锗（CsGeBr3或CGB）生长而成，为制造太阳能电池器件提供了一种更简单，成本更低的方法。CGB材料是极化的，这意味着晶体的一侧自然地产生正电荷，而另一侧则积聚负电荷。因此，无需材料掺杂。

这种材料不仅是铁电材料，还是一种无铅的“卤化物钙钛矿”，这是一类新兴的价格合理且易于制造的太阳能材料。通常，性能最佳的卤化物钙钛矿含有铅。这种铅会污染我们的环境和产生危害生命健康的问题。研究人员发现的新材料的额外好处是它是无铅的，并且保持光伏性能。

一种无铅太阳能材料，它不仅可以从太阳收集能量，而且还环保，有望成为造作理想的太阳能光伏电池的基础材料。

CGB不仅可以降低制造太阳能电池的成本，还可以用于推进新一代的开关器件，传感器和响应光的超稳定存储器件，最重要的是，研究人员发现CGB的光吸收是可调的 - 跨越可见光到紫外线的光谱（1.6至3电子伏特），这是在太阳能电池中诱导高能量转换效率的理想范围，这种可调性在传统的铁电体中很少见。

这种铁电钙钛矿材料本质上是一种盐，具有令人兴奋性能，使其具有发展理想光伏设备的新潜力。

无铅 的CGB 纳米线