ARC激子科學(xué)卓越中心的工作表明，某些鈣鈦礦太陽能電池中使用的二維（2D）薄膜非常類似于三明治。鈣鈦礦是太陽能研究和設(shè)計領(lǐng)域最前沿的令人興奮的材料。

以前，科學(xué)家認(rèn)為這些2D鈣鈦礦薄膜具有“梯度”結(jié)構(gòu)，其中某些成分被發(fā)現(xiàn)在材料的深處，而其他互補元素僅位于表面附近，如餅干上的頂部。

然而，在《材料化學(xué)雜志》上發(fā)表的一篇論文中，墨爾本大學(xué)的ExcitonScience成員與澳大利亞國家科學(xué)機構(gòu)CSIRO和山東大學(xué)的合作者一起提供了類似三明治結(jié)構(gòu)的證據(jù)，其中兩個相同類型的層（面包）圍繞著一個中心的對比層（餡料）。

下一代太陽能電池原型材料的一個例子

這種布局鼓勵激子：對于將太陽光轉(zhuǎn)化為電很重要的準(zhǔn)粒子，從中心層移動到薄膜的兩個表面，而自由載流子傳輸電荷以通過電極收集，從而有助于在將其結(jié)合到設(shè)備中時更有效地產(chǎn)生太陽能。

擬議的2D鈣鈦礦“三明治”結(jié)構(gòu)的圖形表示。

相應(yīng)的作者肯·吉吉諾教授（KenGhiggino）說，一個真正的問題是了解這些2D鈣鈦礦太陽能電池的真正結(jié)構(gòu)。

文獻(xiàn)中有很多爭議。我們?nèi)〉玫倪M(jìn)步是找出這些薄膜的真正結(jié)構(gòu)是什么，以及它們在太陽能電池中的工作方式。

相對于“3D”鈣鈦礦電池，其具有出色的穩(wěn)定性和耐用性，因此2D鈣鈦礦設(shè)備特別受關(guān)注。研究人員利用CSIRO的基礎(chǔ)設(shè)施和專業(yè)知識開發(fā)的原型2D設(shè)備已證明其效率為13％。

在對結(jié)構(gòu)有了更基本的了解之后，研究人員現(xiàn)在將嘗試通過更改鈣鈦礦“三明治”內(nèi)各層的厚度來提高設(shè)備效率。

除太陽能電池外，改進(jìn)的2D鈣鈦礦薄膜在發(fā)光二極管（LED）和光電探測器中也具有重要的應(yīng)用，例如視頻成像、光通信、生物醫(yī)學(xué)成像、安全性、夜視、氣體傳感和運動檢測。

主要作者FeiZheng博士說，這是首次提出一種三明治結(jié)構(gòu)而不是傳統(tǒng)的梯度分布模型。我們認(rèn)為這一發(fā)現(xiàn)將有助于設(shè)計和設(shè)備優(yōu)化，以實現(xiàn)2D單元和LED的更高性能。