太阳能研究中增长最快的领域之一是钙钛矿材料。这些有前途的光收集器可能会给太阳能和电子行业带来革命性的变化，因为它们显示出比目前的硅基半导体更有效、更便宜地将阳光转化为电能的潜力。

这些超高效的晶体结构在过去几年里席卷了科学界，因为它们的加工成本非常低，而且可以用于从太阳能电池到手机和电脑显示器中的发光二极管(led)等各种应用。

华盛顿大学和牛津大学的研究人员4月30日在《科学》杂志上在线发表的一项新研究表明，钙钛矿材料，通常被认为是成分均匀的，实际上包含缺陷，可以设计用于进一步改进太阳能设备。

“钙钛矿是过去四年中增长最快的一类光伏材料，”第一作者Dane dequilttes说，他是华盛顿大学的博士生，与华盛顿大学清洁能源研究所的化学教授兼副所长David Ginger合作。

dequilttes说:“在这么短的时间内，这些材料将阳光直接转化为电能的能力已经接近今天的硅基太阳能电池，可以与花了50年时间开发的技术相媲美。”“但我们也怀疑还有改进的空间。”

研究团队使用高功率成像技术来发现钙钛矿薄膜中的缺陷，这些缺陷限制了电荷的移动，从而限制了设备的效率。迄今为止，钙钛矿太阳能电池的效率约为20%，而硅基太阳能电池的效率约为25%。

在清洁能源研究所促成的合作中，该团队使用了一种更常用于生物学的共聚焦光学显微镜技术，并将其应用于半导体技术。他们使用荧光图像并将其与电子显微镜图像相关联，以在晶体交叉处发现钙钛矿材料的“黑暗”或表现不佳的区域。此外，他们发现，通过使用简单的化学处理，他们可以“打开”一些黑暗的区域。

根据通讯作者Ginger, Alvin L.和Verla R. Kwiram化学教授和华盛顿研究基金会杰出学者的说法，这些图像提供了一些惊喜，但也将导致材料的均匀性，稳定性和效率的加速改进。

“令人惊讶的是，这一结果表明，即使是今天被称为好的或高效的钙钛矿薄膜，与它们可能成为的薄膜相比，仍然是‘坏’的。这为未来寻求改进和生长材料的研究人员提供了一个明确的目标，”Ginger说。

Ginger说，由华盛顿大学团队开发的成像技术还提供了一种简单的方法来识别钙钛矿材料中以前未发现的缺陷，并确定可以通过化学改变其成分来提高性能的区域。

dequilttes作为清洁能源研究所的研究生领导了这个项目，他估计目前全世界有超过1000个实验室在研究钙钛矿材料的半导体特性。然而，我们还需要做更多的工作来理解如何始终如一地制造一种稳定、亮度均匀、耐潮湿而不降解的材料。华盛顿大学的研究为人们提供了新的方法，从战略上思考如何改进材料，以及如何将其应用扩展到高性能发光器件，如led和激光器。

dequilttes说:“我们很多人都在关注钙钛矿，所以希望这项技术能提供一些新的方向，引导我们去优化它们的能量捕获和释放潜力。”

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了下:M2M(机器对机器)

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