韓國科學技術院（KAIST）提出了一種新的銫-金-碘變體鈣鈦礦材料，以克服鈣鈦礦結構的穩定性和毒性問題。
全太陽能電池器件結構示意圖以及Cs2Au2I6“混合價”鈣鈦礦。圖片來源：韓國科學技術院。
韓國科學技術院的一個研究小組提出了一種新的鈣鈦礦材料——Cs2Au2I6，它能夠作為高效無鉛薄膜光伏器件的潛在活性材料。研究人員表示，這種材料將為克服以前已知的鈣鈦礦局限性，包括解決原有材料的穩定性和毒性問題。
作為下一代高效率光伏電池的候選材料，鈣鈦礦光伏電池具有22％的最大光轉換效率，可與高性能晶體硅光伏電池相媲美。另外，這種材料能夠在低溫下制造基于鈣鈦礦的電池，從而大大降低成本。但是，研究人員已經注意到常規的有機-無機雜化鈣鈦礦材料表現出較低的穩定性，最終降低了它們的性能使其不適合繼續使用。而且，這種材料的鉛含量過高使其對環境有害。
僅由無機物組成
由韓國科學技術院化學系的Hyungjun Kim教授和電氣工程學院的Min Seok Jang教授領導的研究小組分析了一種以前發現的鈣鈦礦材料Cs2Au2I6，它僅由無機物質組成，并研究了其在薄膜光伏應用中的適用性。
理論研究表明，與傳統的鈣鈦礦材料相比，這種新型鈣鈦礦材料不僅效率高，而且更加穩定和環保。基于這種分析，研究團隊開發了多尺度多物理場仿真框架，他們進行了原子尺度的第一性原理量子計算以研究材料的光學性質，并且進行了器件級的電磁模擬以證實材料能夠在器件級別上用作光伏物質。
目前，研究小組計劃將這項研究擴展到兩個方向：將鈣鈦礦材料應用于實際光伏電池的經驗研究以及理論分析，以找出最適合光伏電池的高度穩定的材料。Hyungjun教授評論稱：“鈣鈦礦材料的效率很高，但為了完全取代傳統的太陽能電池，它們的穩定性和毒性問題必須首先得到解決。預計這項研究將加速相關研究，以得到更高效且環保的鈣鈦礦材料。”
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