由RIKEN研究人员领导的一个团队研究了特殊晶体如何将光转化为电能。他们的发现将有助于为提高效率的努力提供信息，这可能导致晶体被用于太阳能电池。
太阳能电池通过一种称为光伏效应的现象将光转化为电能。绝大多数太阳能电池由两个楔在一起的半导体组成，一个具有过量的电子，另一个缺乏电子。这是因为该设置具有很高的转换效率。
但另一种光伏效应也引起了人们的注意——大块光伏效应，之所以这样称呼，是因为它只涉及一种材料。虽然它的转换效率目前相当低，但最近的研究提出了提高其效率的方法。
沿有机-无机杂化钙钛矿非极轴的体光伏效应示意图。黄色箭头代表光子，而蓝色和绿色云分别表示电子和空穴。红色箭头是偏振轴。
关于大容量光伏效应如何运作，一直存在很多争论。最初人们认为材料内部的极化产生的电场引起了这种效应，但最近一种新的解释越来越流行。
在这种新机制中，光使材料中的电子云发生位移，这些位移传播，产生电流。该电流具有吸引人的特性，包括超快响应和无耗散传播。
被称为有机-无机杂化钙钛矿的材料在制造光电器件方面具有巨大的潜力。OIHP中的体光伏效应通常归因于旧的宏观偏振机制。
“材料中的内置电场通常被认为是OIHP中大量光伏效应的起源，但没有确凿的证据，”RIKEN涌现物质科学中心的Taishi Noma评论道。
现在，通过详细研究OIHP晶体中的体光伏效应，Noma和他的合作者发现了与位移机制一致的证据，并排除了宏观偏振机制。
具体来说，他们在OIHP中观察到了沿非极性轴的体光伏效应，这不能用宏观偏振机制来解释。
该团队的研究结果凸显了材料晶体对称性的重要性。获得的见解将帮助研究人员通过定制其对称性来优化OIHP的特性。特别是，这些见解可能有助于提高OIHP将光转化为电能的效率。
Noma和他的团队现在打算探索其他类型的材料。“原则上，移位电流也可以在其他类别的材料中产生，例如液晶和有机分子晶体，”Noma说。“我们希望将这项研究扩展到其他材料。
