記者從上海科技大學(xué)獲悉，該校物質(zhì)學(xué)院陳剛課題組研究制備出一種基于有機(jī)無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦材料的二維彩色光子晶體薄膜，并在此基礎(chǔ)上制成具有良好光電轉(zhuǎn)換效率的彩色太陽(yáng)能電池器件。相關(guān)研究已發(fā)表于《納米快報(bào)》。

反蛋白石結(jié)構(gòu)作為一種特殊的納米結(jié)構(gòu)，可以有效地優(yōu)化材料的光學(xué)和電學(xué)性能；具有反蛋白石結(jié)構(gòu)的薄膜可以形成光子晶體，從而展現(xiàn)光子晶體的諸多優(yōu)越性能。

研究人員首次利用模板輔助旋涂法，制備了不同納米尺度、鈣鈦礦種類和合成方法的反蛋白石結(jié)構(gòu)的二維鈣鈦礦光子晶體薄膜。這類薄膜呈現(xiàn)豐富的色彩和一系列不同于本征鈣鈦礦材料的特殊性質(zhì)，如能帶的偏移。同時(shí)，綜合運(yùn)用同步輻射表面掠入射x射線衍射、掃描電子顯微鏡、原子力顯微鏡、紫外可見吸收譜、熒光光譜和反射譜等表征手段，系統(tǒng)地研究了二維鈣鈦礦光子晶體薄膜的結(jié)構(gòu)和光電性能。在此基礎(chǔ)上，研究人員進(jìn)一步將二維光子晶體薄膜作為吸光材料應(yīng)用到鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中，成功制備出高效并具有豐富色彩的太陽(yáng)能電池器件。

專家表示，此類嘗試在相關(guān)領(lǐng)域尚屬首次，為制備多功能鈣鈦礦光電器件提供了一種全新的思路。據(jù)悉，相關(guān)制備方法已申請(qǐng)國(guó)家專利。