未来高科技的宠儿—-新型有机-无机杂化材料

材料牛注：优于硅及无机材料的机械柔性，极好的延展性和灵活性，非常低的热导率以及惊人的能量转换效率？你真的没听错，这就是有机-无机杂化钙钛矿！

有机无机杂化材料有望成为光生电、热生电或电致发光器件领域中的有效技术。

美国佛罗里达州立大学FAMU FSU工程学院的助理教授Shangchao Lin在ACS Nano期刊上发表了一篇文章——Probing the Soft and Nanoductile Mechanical Nature of Organic-Inorganic Hybrid Perovskites for Flexible Functional Devices，该文章预测，相比用于太阳能电池、热电装置和发光二极管的硅以及其它无机材料，被称为有机金属卤化物钙钛矿的有机-无机杂化材料具有更好的机械柔性。在另外一项研究中，Lin发现他们也许更节能。Lin说：“我们正在从理论的角度来解决这个问题。目前，没有人真正看清这种新材料的机械和热性能，以及如何利用它。”

通过数学模拟，Lin发现有机-无机杂化材料应该具有极好的延展性和灵活性。虽然针对应用于能源领域的钙钛矿已经展开了大量的研究，但由于钙钛矿本身不稳定的晶体结构，研究人员并不认为它们可以用于某些器件。科学家认为，如果用于类似太阳能电池板之类的器件，它们的晶体结构会被破坏。然而，Lin预测通过晶体到非晶的转变可以延缓杂化钙钛矿的分解速率，这使得它们的耐受性更好。在杂化钙钛矿未分解时，它们可以比当前电子器件中使用的材料（例如硅和砷化镓）吸收两倍多的弹性能。

Lin和他的团队早期在Advanced Functional Materials期刊中发表过一篇文章—Anisotropic and Ultralow Phonon Thermal Transport in Organic-Inorganic Hybrid Perovskites：Atomistic Insights into Solar Cell Thermal Management and Thermoelectric Energy Conversion Efficiency。他们预测，有机成分的存在使得杂化钙钛矿具有非常低的热导率。这使它们有望成为用于高效率热电能量转换的理想材料。具体来说，他的研究表明：相比当前最先进的热电材料碲化铋，杂化钙钛矿的效率是其两倍。另外，由稀土元素组成的碲化铋非常昂贵。

Lin说：“在杂化钙钛矿中发现的惊人的能量转换效率已经使其位于材料的前沿。更令人兴奋的是，杂化钙钛矿太阳能电池的量子产率比聚合物太阳能电池高四倍，它们的效率也可以与目前的主流硅基太阳能电池相媲美。与此同时，杂化钙钛矿前驱体的制备类似于喷墨印刷技术一样简单，这使得它的制备更灵活且成本低。Lin希望通过与化学家，材料科学家和设备工程师的合作来共同完成这两项研究，进而可以将他的理论验证。他说：“材料计算设计将成为FSU和其他大学及行业的研究人员在该领域研究中的强大的预测工具。”

原文链接：New organic-inorganic hybrid material may be the future for more efficient technologies.

文献链接：Probing the Soft and Nanoductile Mechanical Nature of Organic-Inorganic Hybrid Perovskites for Flexible Functional Devices.

Anisotropic and Ultralow Phonon Thermal Transport in Organic-Inorganic Hybrid Perovskites：Atomistic Insights into Solar Cell Thermal Management and Thermoelectric Energy Conversion Efficiency.

本文由材料人编辑部月亮提供素材，薛爱堂编译，朱晓秀审核。点我加入材料人编辑部。

材料测试，数据分析，上测试谷。