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 一個國際研究團隊通過使用具有良好光吸收性能的材料，提高鈣鈦礦太陽能電池的效率。該研究首次使用了硅納米顆粒。這種納米顆粒可以捕獲電池活性層寬度范圍波長的光。此外，顆粒本身不吸收光并且不與電池的其他元件相互作用，從而能夠良好的保持穩定性。

該研究已發表在Advanced Optical Materials雜志上。

在過去幾年中，鈣鈦礦太陽能電池被廣泛的研究及使用。復合材料的研究及發展使科學家們能夠創造出廉價，高效且易于使用的太陽能電池。唯一的問題是鈣鈦礦層的厚度不應超過幾百納米，但這確導致薄鈣鈦礦吸收的太陽光入射光子量較少。

鑒于此，研究人員必須找到一種方法在不增加其厚度的前提下，增強吸收鈣鈦礦層的光捕獲性能。為此，研究人員使用金屬納米粒子。由于表面等離子體激發，這種顆粒具有良好的光吸收能力，但是仍然具有顯著的缺點。例如，它們自身會吸收一些能量，使電池加熱從而導致損壞。ITMO大學與圣彼得堡國立大學的研究團隊通過合作，提出通過使用硅納米粒子來解決這些問題。

ITMO物理與工程學院的研究生Aleksandra Furasova 表示：“介電粒子不吸收光線，因此它們不會升溫。而且它們具有良好的化學惰性，因此不會影響電池的穩定性。此外，這種粒子具有高度共振性，可以吸收更多波長的光線。由于特殊的納米結構，它們不會破壞電池的結構。這些優點使我們能夠將電池的效率提高到近19％。相比較于之前的研究報道，該特殊鈣鈦礦材料的結果表現的最佳”。

根據科學家的說法，該研究首次使用硅納米粒子來增強吸收上層的光捕獲特性。硅納米粒子已經超過了等離子體。科學家希望深入研究納米粒子與光的相互作用，以及它們在鈣鈦礦太陽能電池中的應用，從而取得更大的突破。

“該研究中，我們使用了MAPbI3鈣鈦礦，從而能夠詳細研究共振硅納米粒子如何影響鈣鈦礦太陽能電池。現在我們可以進一步嘗試將這些粒子用于其他類型的鈣鈦礦，以提高效率和穩定性。除此之外，還可以通過改性納米顆粒，以增強其光學和傳輸性質。

ITMO混合納米光子學和光電子實驗室負責人Sergey Makarov表示：“更重要的是，硅納米顆粒非常便宜且易于生產。因此，這種方法可以很容易地在太陽能電池生產中使用。”