基于钙钛矿的太阳能电池具有很高的效率：它们将超过20%的入射光直接转换为可用功率。在寻找潜在的物理机制时，卡尔斯鲁厄技术学院(KIT)的研究人员现已发现钙钛矿层中具有交替极化方向的纳米结构条。这些结构可以用作电荷载体的传输路径。据《能源与环境科学杂志》报道。
KIT科学家使用的钙钛矿是具有特殊晶体结构和出色光伏性能的金属有机化合物。自2009年被发现以来，钙钛矿太阳能电池发展迅速。同时，它们的功率转换效率达到20%以上。这使它们成为最有前途的光伏技术之一。然而，对钙钛矿太阳能电池的研究面临两个特殊挑战：必须使光吸收层对环境的影响更坚固，并且其中的铅必须由与环境更相容的元素代替。这需要深入了解使吸收的太阳能高转化为电能的物理机制。
一个跨学科的研究团队，由KIT的光技术研究所(LTI)的有机光伏小组负责人Alexander Kolsmann博士和KIT的能源系统材料研究中心(MZE)领导，通过压电响应力显微镜对钙钛矿太阳能电池进行了分析。类型的扫描力显微镜，并在光吸收层中发现铁电纳米结构。铁电晶体形成具有相同极化方向的畴。KIT科学家观察到，在薄层显影过程中，碘化钙钛矿形成了具有交替电场的约100 nm宽的铁电畴条纹。材料中的这种交替极化可能在光生电荷从太阳能电池中的传输中起重要作用，因此，
亚历山大·科尔斯曼解释说：“这些大小只有10纳米的铁电结构可能为太阳能电池中的电荷载流子形成几乎完全分开的传输路径。” 研究人员多年来一直在寻找这样的结构，以提高太阳能电池的效率。“在钙钛矿太阳能电池中，这些结构似乎是在一定条件下自行发展的，”陶瓷材料与技术部负责人兼KIT应用材料研究所(IAM-KWT)主任Michael J. Hoffmann教授说。他从陶瓷研究中知道类似的铁电结构。以前其他研究人员的理论研究已经预测了这些有利的纳米结构。但是，到目前为止，尚未找到任何证据。