與三維鈣鈦礦相比，二維鈣鈦礦相對穩(wěn)定，但電荷傳輸能力較差。鑒于此，2022年9月17日美國阿克倫大學(xué)Xiong Gong團隊于AFM刊發(fā)基于異價取代2D:3D混合鈣鈦礦的高性能鈣鈦礦太陽能電池的研究成果。為了促進(jìn)電荷傳輸，開發(fā)了與三維鈣鈦礦混合的新型二維鈣鈦礦，其中二維和三維鈣鈦礦中的Pb²⁺被異價釹陽離子 (Nd³⁺) 部分取代（稱為Nd³⁺-取代的2D:3D混合鈣鈦礦。系統(tǒng)研究表明，與2D:3D混合鈣鈦礦相比，Nd³⁺-取代的2D:3D混合鈣鈦礦具有更大的晶體、優(yōu)異的結(jié)晶度、抑制的非輻射電荷復(fù)合以及增強和平衡的電荷傳輸。Nd³⁺-取代的2D:3D混合鈣鈦礦表現(xiàn)出22.11%的功率轉(zhuǎn)換效率，超過700 mA/W的光響應(yīng)度，4.29×10¹⁴ cm Hz^1/2 W^?1的光電探測率，室溫下的線性動態(tài)范圍為 165 dB，這些結(jié)果顯著表明，通過在2D:3D混合鈣鈦礦中Nd³⁺部分異價取代Pb²⁺，開發(fā)了一種簡便的方法來實現(xiàn)高性能鈣鈦礦太陽能電池。