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

由多倫多大學電子與計算機科學系著名教授泰德·薩金特領(lǐng)導的科研團隊，使用基于激光的組合技術(shù)對鈣鈦礦晶體的所選屬性進行了測量。通過跟蹤材料中電子的快速運動，研究人員確定了電子的擴散距離及移動性。擴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，流動性則是指電子在材料中能跑多快。

研究人員表示，此項工作確定了鈣鈦礦材料捕獲太陽能的終極能力，從而使競逐光電轉(zhuǎn)換新記錄的賽程中又增加了一名新成員。近年來，鈣鈦礦材料已確認的光電轉(zhuǎn)換效率飆升至略高于20％，開始接近現(xiàn)今商用級硅基太陽能電池板的性能。鑒于其可由液態(tài)化學前體簡易制造，鈣鈦礦材料擁有進一步降低太陽能電力成本的極大潛力。

該項研究有望對綠色能源產(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能板視為一個奇特玻璃板坯：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晶體到達其下側(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一個高效節(jié)能發(fā)光二極管的新領(lǐng)域。

與此同時，薩金特團隊另外一項研究重點是提高納米工程太陽能吸收粒子——膠體量子點的性能。薩金特表示，鈣鈦礦材料長于采集可見光，量子點則優(yōu)于吸收紅外光，這些材料在捕獲全光譜太陽能方面具有極強的互補性，將互補性捕光材料組合在一起，或能極大地提高光電性能。