美國能源部勞倫斯伯克利國家實驗室（Lawrence Berkeley National Laboratory）的科學家開發了一種鈣鈦礦結構的鐵電化合物，它可能適合於生產無鉛鈣鈦礦光伏電池。據悉，這種材料是一種晶體太陽能材料，具有內置電場，也稱為“鐵電性”。由於這一發現，製造太陽能電池設備將會變得更簡單、也更便宜，而且效率也會更高。

太陽能電池板需要將太陽能轉化為電能，而其中就需要電場來將正電荷與負電荷分開。有鑑於此，製造商們通常會花費大量資金在太陽能電池的每一層上摻雜相關化學物質。

勞倫斯伯克利國家實驗室的新研究則提供了一種全新的簡便方法。據稱，這種新型鐵電材料在實驗室中由三溴化銫鍺（CsGeBr3或CGB）製成，為製造太陽能電池器件提供了一種更簡單且成本更低的方法。這項研究結果已於近期發表在了《科學進展》雜誌上。

研究人員表示，“這種新的鐵電材料為製造太陽能電池設備打開了一扇更方便的大門。與傳統的太陽能材料不同，CGB晶體本身就是極化的，這意味著晶體的一側自然會產生正電荷，而另一側會產生負電荷。所以不需要摻雜任何化學物質。”

不僅如此，這種材料還是一種無鉛“鹵化物鈣鈦礦”，這是一種新興的經濟實惠且易於製造的太陽能材料。通常，性能最好的滷化物鈣鈦礦都含有鉛，而鉛會污染環境並引起公眾健康問題。但上述新材料不含鉛，性能也未受影響。

“想像一下，有這樣一種無鉛太陽能材料，它不僅可以從太陽中獲取能量，而且還具有自然、自發形成的電場，太陽能和電子行業的前景非常令人興奮，”研究人員們表示。

還值得一提的是，研究人員發現CGB的光吸收是可調的——跨越可見光到紫外光的光譜，這是太陽能電池高能量轉換效率的理想範圍。他們指出，在傳統的鐵電體中很少發現這種可調性。

研究人員還指出，CGB不僅可以降低太陽能電池的製造成本，還可以用於推進新一代傳感器和對光做出響應的超穩定存儲設備。

“我們預計這項研究將為進一步探索這類半導體鐵電材料開闢一條道路，並挖掘出多功能材料（如光鐵電材料）的新可能性。”他們總結道。