地球科学中的钙钛矿太阳能电池板

作为一个科学研究地核的秃顶博士研究生，近期见到许多 有关钙钛矿太阳能电池板的报导。自二零一三年6月至今,一种根据有机化学/无机物复合型钙钛矿原材料的全新升级太阳能电池板造成大家的巨大关心，有关工作中被Science刊物获评二零一三年度国际性十大高新科技进度之一。

二零一三年度国际性十大高新科技进度(图片出处：YouTube)

慎重考虑了一下，钙钛矿并不是perovskite么?哪个隐于地底的物品，如何也会出去日晒?因此，我在百度里搜过一下“钙钛矿”。发觉去除沒有必需的广告宣传(广告宣传也是太阳能电池板的)，“钙钛矿太阳能电池板(太阳能电池板种类名)-百科”略逊一筹，也有各种各样有关的科学研究报导。

那隐于地底(地球科学中)的钙钛矿和钙钛矿太阳能电池板有什么不同呢?

地球科学中的钙钛矿

在地球科学行业，钙钛矿是一种当之无愧的矿物质。1839,德国科学家GustavRose在俄罗斯调查中在乌拉尔山脉发觉元素组成为CaTiO3矿物质，并将其取名为"perovskite，以留念同名的的俄罗斯矿物学家LevAlekseyevichvonPerovski(他建议建立乌克兰生态学会)。可是针对地核中存有钙钛矿结构型的铝硅酸盐的了解直至1962年才初次明确提出，来到1970时代中后期，生物学家明确提出，地核大约660km处的地震灾害不连续性意味着了从具备尖晶石构造的孔雀石成份矿物质(林伍德石)到具备铁镁橄榄石成份的钙钛矿的改变。钙钛矿结构型的铝硅酸盐在地球大气层不稳定，关键存有于地核的下边660km至2900km。可是详细的钙钛矿结晶也很有可能在陨坑中发觉，陨铁冲击性土层时造成的高压速力促进土层矿物质相变为钙钛矿。

但是在二零一四年地球上深层的钙钛矿拥有新的姓名：布里奇曼石(bridgmanite，为了更好地留念在1945年得到 诺贝尔物理学奖的科学家PercyWilliamsBridgman针对髙压物理行业所作出的杰出贡献)。

布里奇曼石(Bridgmanite)隐于下地核，化学方程式为Mg1-xFexSiO3，具备钙钛矿结构,它归属于正交和晶体结构,是下地核最关键的矿物质。Tschauner等二零一四年在陨铁发觉了钙钛矿结构型的铝硅酸盐的纯天然试品,然后将它取名为布里奇曼石(Bridgmanite)，其在下地核的成分约占80%(pyrolite成份实体模型，地核实体模型之一)或是高些(piclogite成分实体模型，地核实体模型之一)。

下地核的此外一个关键的矿物质是含钙量-钙钛矿，它的品质百分数约为7%，它是下地核钙(Ca)的关键存有方式。在地核的高溫下，它最有可能以立方米钙钛矿相存有，跟很多知名的作用钙钛矿原材料如BaTiO3、PbTiO3等铁电材料一样。

钙钛矿太阳能电池板

钙钛矿型太阳能电池板(perovskitesolarcells)，是运用全固钙钛矿型的有机化学金属材料卤化半导体材料做为吸光度原材料的太阳能电池板，归属于第三代太阳能电池板，也称之为新理念太阳能电池板。这类原材料制取加工工艺简易，成本费较低。以CH3NH3PbI3为例子，将带有PbI2和CH3NH3I的水溶液，在常温状态混和并进一步旋涂就可以得到 匀称的结晶体塑料薄膜。简易说，钙钛矿太阳能电池板便是一种加工工艺简易，成本费便宜，以钙钛矿结构做为吸光度原材料的太阳能电池板。

二种典型性的钙钛矿太阳能电池板的结构示意图(图片出处：论文参考文献3)：(a)介观构造钙钛矿太阳能电池板;(b)平面图异质结构钙钛矿太阳能电池板。

钙钛矿原材料的构造结构式为ABX3，在其中A为有机化学正离子，B为金属离子，X为卤素灯泡官能团。该构造中，金属材料B分子坐落于立方米晶胞体心处，卤素灯泡X分子坐落于正方体面心，有机化学正离子A坐落于正方体端点部位。对比于以共棱、共面方式联接的构造，钙钛矿结构更为平稳，有益于缺点的外扩散转移。见图以下：

汇总而言，钙钛矿太阳能电池板归属于钙钛矿型原材料，这类原材料构造类似钙钛矿，其结构式为ABX3，该类化学物质最开始被发觉于钙钛矿石中的钛酸钙(CaTiO3)，因而而而出名。到之后，钙钛矿并不单是专指这类钙钛复合型金属氧化物，而用于特指一系列具备ABX3化学方程式的化学物质。因此 钙钛矿太阳能电池板既不含钙量，都不含钛，更并不是一种铁矿石，其应当叫钙钛矿型太阳能电池板。