研究称扭曲的柔性晶体是先进的新型太阳能电池

在探寻太阳能与热能应用的革新之路上，杜克大学的研究人员揭示了一种名为卤化物钙钛矿的材料背后的奇异分子动力学。这一重大突破已在《自然材料》杂志上在线发表，引起了科学界的广泛关注。

这些研究人员，包括Olivier Delaire博士及其同事，专注于探究卤化物钙钛矿如何在简单的晶体结构中孕育出非凡的能源应用特性。钙钛矿是一类特殊的材料，其晶体结构通过特定的元素组合生长，使其对能源应用具有独特的吸引力。这些材料的柔软性质，类似于纯金，使它们在制成薄膜时具有容忍缺陷并避免开裂的能力。

关于这些材料的分子动力学一直是个谜。卤化物钙钛矿中的原子运动如何支撑其独特的电子特性，一直是科学家们想要解开的问题。在这个最新的研究中，Delaire及其同事通过使用中子散射和X射线技术，对一种名为CsPbBr3的卤化物钙钛矿进行了深入研究。他们使用了大型的厘米级单晶，并对其进行了精密的测量和分析。

研究人员发现，卤化物钙钛矿中的八面体基团以一种非常流畅的方式来回弯曲和扭曲。这种动态的原子运动对于理解这些材料的理想特性至关重要。它们的“软性”特性有助于电子在光子撞击后更长时间地保持活跃状态，从而更有效地产生电力。这种特性还可能使热能难以穿过晶体结构，从而实现从热能到电力的转化。

这项研究不仅揭示了卤化物钙钛矿的基本特性，还为材料科学家们提供了宝贵的见解，以定制这些材料的化学配方，以实现更广泛的应用。由于研究中使用的CsPbBr3钙钛矿具有最简单的配方之一，研究人员认为这些发现可能适用于更广泛的卤化物钙钛矿范围，包括更复杂且更环保的配方。

这一发现为未来的研究和应用开辟了新的道路。科学家们可以通过了解这些材料的动态行为来开发更有效的太阳能电池、热电设备等。这些材料的环保特性也使其成为未来绿色能源技术的重要候选者。随着全球科学家纷纷投身于研究更复杂的钙钛矿配方，Delaire的发现将为他们在筛选过程中提供宝贵的指导。这一研究不仅揭示了卤化物钙钛矿的奥秘，也为未来的能源技术带来了希望。