钙钛矿形成了一组具有许多有前途的性能的纳米技术应用的晶体。然而，迄今为止在钙钛矿中未观测到的一种有用的特性是所谓的载流子倍增——这种效应使得材料将光转换为电的效率更高。在阿姆斯特丹大学（UA）和大阪大学（OU）的合作下，由Tom Gregorkiewicz教授（UA，OU）和Yasufumi Fujiwara教授（OU）领导的新研究显示，某些钙钛矿实际上具有这种理想的性质。

晶体是原子、分子或离子的结构，它们排列在各个方向重复的结构中。我们在日常生活中都遇到过一些晶体：普通盐、钻石甚至雪花都是例子。也许不太为人所知的是，当某些晶体的尺寸不是我们日常生活的尺寸而是纳米——几十亿分之一米——时，它们表现出非常有趣的特性。在那里，我们进入了纳米晶体的世界，这些结构已经证明在构建微小规模的技术应用方面非常有用。

钙钛矿——以19世纪俄罗斯矿物学家Lev Perovski的名字命名——形成了一组特殊的纳米晶体，它们都具有相同的晶体结构。在纳米尺度上，这些钙钛矿具有许多理想的电子性质，使得它们可用于构建例如LED、电视屏幕、太阳能电池和激光器。正因为如此，在过去几年中，钙钛矿纳米晶已被物理学家广泛研究。

载波倍增

迄今为止，钙钛矿中没有显示出一种性质是载流子倍增。当纳米晶体——例如，在太阳能电池中——将光能转换为电能时，通常一次只用一个粒子：一个不断下降的光子产生单个激发电子（以及电子原来所在的相应的“空穴”），该电子可以携带电流。然而，在某些材料中，如果入射光的能量足够大，那么就会激发出更多的电子-空穴对，这就是所谓的载流子倍增过程。

当载波倍增发生时，从光转换为电能变得更有效。例如，在普通的太阳能电池中，以这种方式转换的能量量有一个理论极限（所谓的Shockley-Queisser极限）：最多30%的太阳能转化为电能。然而，在显示载流子倍增效应的材料中，已经获得了高达44%的效率。

Efficiently turning light into electricity

https://www.sciencedaily.com/releases/2018/10/181011103702.htm

1. Chris de Weerd, Leyre Gomez, Antonio Capretti, Delphine M. Lebrun, Eiichi Matsubara, Junhao Lin, Masaaki Ashida, Frank C. M. Spoor, Laurens D. A. Siebbeles, Arjan J. Houtepen, Kazutomo Suenaga, Yasufumi Fujiwara, Tom Gregorkiewicz. Efficient carrier multiplication in CsPbI3 perovskite nanocrystals. Nature Communications, 2018; 9 (1) DOI: 10.1038/s41467-018-06721-0

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LED技术突破性能障碍

LED technology breaks performance barrier

https://www.nature.com/articles/d41586-018-06923-y