薄膜太阳能电池板、你手中的手机和家里的 LED 灯泡都是由地球上一些最稀有、最昂贵的元素制成的。一个包括密歇根大学研究人员在内的国际团队设计了一种方法，可以用更便宜和更丰富的元素制造这种光电材料。这些化合物还可以“调整”以有效地从太阳光谱中不同波长的光中提取电能，并产生我们喜欢用于照明的波长范围。只有某些类型的化合物（两种或多种元素的组合）可用于制造高效发光或集电的电子设备。

如果你还记得小学化学在课堂上，元素周期表上的每一列都被认为是一组元素。例如，第三类包括铟和镓等元素——这两种相对稀缺的元素是目前光和电联合应用的基础。问题是这些化合物中所含的元素通常只在世界上少数几个地方发现。领导UM项目的物理学家罗伊克拉克说：事实上，我们正面临着耗尽其中一些元素的危险，因为它们不容易回收，而且供应有限。对于技术来说，依赖可能是 20 年内耗尽的 10 件事是不可行的。

研究小组找到了一种方法，将括号组中的两种常见元素组合在一起，制成由 II、IV 和 v 族元素组成的新化合物。 这种 II-IV-v 化合物可以替代通常在 III-v 族光电材料中发现的具有相似特性的稀有元素，并且比III-V族光电材料丰富很多，价格也便宜很多。这种由锌、锡和氮组成的新化合物可以吸收太阳能和光，因此可用于薄膜太阳能电池板，以及 LED 灯泡、手机屏幕和电视显示器。用镁代替锌可以进一步将材料扩展到蓝光和紫外光。

这两个化合物都是“可调的” “——也就是说，当研究人员培育出这两种化合物中的任何一种的晶体时，元素的排列可以使材料对特定波长的光敏感。这种可调性是必需的，因为它允许研究人员调整材料以响应最宽范围的光波长。这对于发光二极管尤其重要，因此设备设计人员可以选择产生的光的颜色。当您照亮您的家或办公室时，您希望能够调节光线的暖度，通常是模仿自然光。这些新的 II-IV-V 化合物将使我们能够做到这一点。研究人员使用一种称为分子束外延的方法。 (MBE) 技术。

需要在正确的条件下生产化合物，从而生产出原子顺序受到严格控制的薄膜。 MBE 以系统的方式排列化合物每一层中的原子，以便研究人员可以在生长过程中研究薄膜的结构。下一阶段的研究将推动各种设备的设计和构建，需要对该材料家族的电子响应进行详细研究，并测试利用其多功能性的各种纳米级结构。研究团队还包括来自法国洛林大学和新西兰坎特伯雷大学的成员，他们的研究成果发表在《物理评论快报》上。

博客园｜研究/来自：大学密歇根大学

参考期刊《Physics Review Letters》

DOI: 10.1103/

Boke Park｜科学、技术、科学研究、科普

文章来源：《节能与环保》 网址: http://www.jnbjb.cn/zonghexinwen/2021/0904/2415.html