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來自德國馬丁路德大學Halle-Wittenberg分校（MLU）的研究人員開發(fā)了一種由三種不同層次的鐵電晶體組成的晶格排列，可在太陽能電池中產(chǎn)生強大效應。

研究人員認為，與鐵電晶體晶格結(jié)合后，太陽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能電池的光伏效應提高1000倍。研究人員通過創(chuàng)造鈦酸鋇（BaTiO3）、鈦酸鍶（SrTiO3）和鈦酸鈣（CaTiO3）結(jié)晶層實現(xiàn)了這一目標，這些材料被交替置于彼此頂部。

目前，大多數(shù)太陽能電池都是硅基電池，但是，它們的效率有限。這推動了研究人員對新材料的研究，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光，因而產(chǎn)生的光電流相對較低。

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

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

MLU研究人員的研究報告發(fā)表在《科學進展》雜志上。

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

他解釋說，鐵電材料與順電材料的交替使用非常重要。雖然后者沒有分離的電荷，但在某些條件下，如低溫或當其化學結(jié)構(gòu)被輕微改變時，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，而且與兩個不同的準電層交替，那么光伏效應會大大增強。因此，通過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。

在進行光電測量時，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了更高的介電常數(shù)。測量結(jié)果顯示，這種效應非常強烈，在六個月的時間里幾乎保持不變。這項仍在進行當中的研究就是為了了解究竟是什么導致了這種非凡的光伏效應。 

原標題：與鐵電晶體晶格結(jié)合 太陽電池功率可提升1000倍