钙钛矿显示出巨大的潜力，作为太阳能电池和探测器的硅的更便宜、同样高效的替代品——而且它们即将变得更加高效。

通常，钙钛矿是在潮湿的实验室中合成的，然后作为薄膜应用到玻璃基板上。但是，通过使用一种将金属平台置于钙钛矿下方的方法，光学教授郭春雷和他的团队发现他们可以将钙钛矿的光转换效率提高 250%。

金属平台可以是一层金属的基板，也可以是介电材料交替层的超材料——它改变了钙钛矿中电子的相互作用。

这种纯粹的物理相互作用使郭的团队能够定制钙钛矿的材料特性，也可以应用于其他材料。

“我的实验室正致力于将简单的材料注入更复杂的功能，”郭解释说。“我们引入了一系列纯物理/激光技术，将简单金属转化为漆黑、超亲水（吸水）或超疏水（防水）材料。我们想看看我们是否可以通过物理方式增强更复杂的材料，这让我们有了这个发现。”

钙钛矿-金属配对

在太阳能电池中，来自太阳光的光子激发电子并将它们拉离原子核以产生电流。 

Guo 的实验室表明，通过将钙钛矿材料（见图 2）与金属层或由银（贵金属）和氧化铝（电介质）交替层组成的超材料基板结合，可以大大防止这种复合。（见图 3。） 

它导致电子复合的显着减少，因为金属层基本上充当镜子，它产生电子-空穴对的反转图像并削弱电子与空穴复合的能力。

“我们取得的成就非常违反直觉：通过仔细配对钙钛矿和金属平台，我们大大减缓了重组过程，”他说。“直到现在，这种效应才在钙钛矿中得到认可。”

这项工作最令人惊讶的方面仅仅是能够“通过纯物理方法而不是通过化学工程”来控制半导体的特性，郭说。

未来的太阳能采集？

为了使他们的技术取得成果，该团队解决了许多困难的物理问题——它可能在未来的能量收集中发挥作用。

“在这一点上，我们已经很好地掌握了所涉及的基础物理学，”郭说。“但钙钛矿作为一种太阳能材料面临着自身的挑战，主要是长期稳定性，才能在现实世界中广泛采用。”

就应用而言，该团队的物理方法可以应用于广泛的光电设备，例如太阳能电池和探测器。“我们相信，在未来几年内，我们将在太阳能市场看到钙钛矿的可观增长，”他补充道。

接下来，该团队计划进一步优化等离子体和超材料平台，以提高钙钛矿的性能。“钙钛矿领域是当今非常活跃的研究领域，新材料不断涌现，”郭说。“随着新钙钛矿的开发，我们希望将我们的技术应用于它们并从它们的性能中受益。”