鈣鈦礦對(duì)可見(jiàn)光的吸收非常好，但其完美的單晶結(jié)構(gòu)從未被徹底研究過(guò)。據(jù)最新一期《科學(xué)》雜志報(bào)道，加拿大工程師利用新技術(shù)生長(zhǎng)出大塊的鈣鈦礦純晶體，從而為開(kāi)發(fā)出更便宜、更高效的太陽(yáng)能電池和發(fā)光二極管打下了基礎(chǔ)。 

由多倫多大學(xué)電子與計(jì)算機(jī)科學(xué)系著名教授泰德·薩金特領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)，使用基于激光的組合技術(shù)對(duì)鈣鈦礦晶體的所選屬性進(jìn)行了測(cè)量。通過(guò)跟蹤材料中電子的快速運(yùn)動(dòng)，研究人員確定了電子的擴(kuò)散距離及移動(dòng)性。擴(kuò)散距離指的是電子在不受困于材料缺陷的情況下能跑多遠(yuǎn)，流動(dòng)性則是指電子在材料中能跑多快。

研究人員表示，此項(xiàng)工作確定了鈣鈦礦材料捕獲太陽(yáng)能的終極能力，從而使競(jìng)逐光電轉(zhuǎn)換新記錄的賽程中又增加了一名新成員。近年來(lái)，鈣鈦礦材料已確認(rèn)的光電轉(zhuǎn)換效率飆升至略高于20％，開(kāi)始接近現(xiàn)今商用級(jí)硅基太陽(yáng)能電池板的性能。鑒于其可由液態(tài)化學(xué)前體簡(jiǎn)易制造，鈣鈦礦材料擁有進(jìn)一步降低太陽(yáng)能電力成本的極大潛力。

該項(xiàng)研究有望對(duì)綠色能源產(chǎn)生明顯影響，甚至創(chuàng)造出新的光源。將鈣鈦礦晶體制造的太陽(yáng)能板視為一個(gè)奇特玻璃板坯：光照射到晶體表面被吸收，然后激發(fā)材料中的電子，電子將很容易地穿過(guò)晶體到達(dá)其下側(cè)的電子觸面形成電流。而按照相反的順序，給板坯通電注入電子則能釋放出光能。這種高效電光轉(zhuǎn)換裝置意味著鈣鈦礦材料或能打開(kāi)一個(gè)高效節(jié)能發(fā)光二極管的新領(lǐng)域。

與此同時(shí)，薩金特團(tuán)隊(duì)另外一項(xiàng)研究重點(diǎn)是提高納米工程太陽(yáng)能吸收粒子——膠體量子點(diǎn)的性能。薩金特表示，鈣鈦礦材料長(zhǎng)于采集可見(jiàn)光，量子點(diǎn)則優(yōu)于吸收紅外光，這些材料在捕獲全光譜太陽(yáng)能方面具有極強(qiáng)的互補(bǔ)性，將互補(bǔ)性捕光材料組合在一起，或能極大地提高光電性能。