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　　有機無機雜化材料有望成為光生電、熱生電或電致發(fā)光器件領(lǐng)域中的有效技術(shù)。

　　美國佛羅里達州立大學(xué)FAMU FSU工程學(xué)院的助理教授Shangchao Lin在ACS Nano期刊上發(fā)表了一篇文章——Probing the Soft and Nanoductile Mechanical Nature of Organic-Inorganic Hybrid Perovskites for Flexible Functional Devices，該文章預(yù)測，相比用于太陽能電池、熱電裝置和發(fā)光二極管的硅以及其它無機材料，被稱為有機金屬鹵化物鈣鈦礦的有機-無機雜化材料具有更好的機械柔性。在另外一項研究中，Lin發(fā)現(xiàn)他們也許更節(jié)能。Lin說：“我們正在從理論的角度來解決這個問題。目前，沒有人真正看清這種新材料的機械和熱性能，以及如何利用它。”

　　通過數(shù)學(xué)模擬，Lin發(fā)現(xiàn)有機-無機雜化材料應(yīng)該具有極好的延展性和靈活性。雖然針對應(yīng)用于能源領(lǐng)域的鈣鈦礦已經(jīng)展開了大量的研究，但由于鈣鈦礦本身不穩(wěn)定的晶體結(jié)構(gòu)，研究人員并不認(rèn)為它們可以用于某些器件。科學(xué)家認(rèn)為，如果用于類似太陽能電池板之類的器件，它們的晶體結(jié)構(gòu)會被破壞。然而，Lin預(yù)測通過晶體到非晶的轉(zhuǎn)變可以延緩雜化鈣鈦礦的分解速率，這使得它們的耐受性更好。在雜化鈣鈦礦未分解時，它們可以比當(dāng)前電子器件中使用的材料(例如硅和砷化鎵)吸收兩倍多的彈性能。

　　Lin和他的團隊早期在Advanced Functional Materials期刊中發(fā)表過一篇文章—Anisotropic and Ultralow Phonon Thermal Transport in Organic-Inorganic Hybrid Perovskites：Atomistic Insights into Solar Cell Thermal Management and Thermoelectric Energy Conversion Efficiency。他們預(yù)測，有機成分的存在使得雜化鈣鈦礦具有非常低的熱導(dǎo)率。這使它們有望成為用于高效率熱電能量轉(zhuǎn)換的理想材料。具體來說，他的研究表明：相比當(dāng)前最先進的熱電材料碲化鉍，雜化鈣鈦礦的效率是其兩倍。另外，由稀土元素組成的碲化鉍非常昂貴。

　　Lin說：“在雜化鈣鈦礦中發(fā)現(xiàn)的驚人的能量轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)使其位于材料的前沿。更令人興奮的是，雜化鈣鈦礦太陽能電池的量子產(chǎn)率比聚合物太陽能電池高四倍，它們的效率也可以與目前的主流硅基太陽能電池相媲美。與此同時，雜化鈣鈦礦前驅(qū)體的制備類似于噴墨印刷技術(shù)一樣簡單，這使得它的制備更靈活且成本低。Lin希望通過與化學(xué)家，材料科學(xué)家和設(shè)備工程師的合作來共同完成這兩項研究，進而可以將他的理論驗證。他說：“材料計算設(shè)計將成為FSU和其他大學(xué)及行業(yè)的研究人員在該領(lǐng)域研究中的強大的預(yù)測工具。”

　　來源：材料牛