太陽每小時向地球輸送的能量比人類全年消耗的還要多。世界各地的科學家都在尋找一種材料，可以成本有效地捕獲這種無碳能源，並將其轉化為(wei) 電能。

　　鈣鈦礦是一種具有獨特晶體(ti) 結構的材料，它可以取代目前的太陽能收集材料。它們(men) 比目前用於(yu) 太陽能電池的材料更便宜，而且擁有更卓越的光伏特性，使它們(men) 能夠非常有效地將陽光轉化為(wei) 電能。

　　揭示鈣鈦礦在原子尺度上的性質對於(yu) 理解它們(men) 有前途的能力至關(guan) 重要。這一發現可以幫助模型確定用於(yu) 太陽能電池的鈣鈦礦材料的最佳組成。

　　美國阿貢國家實驗室、杜克大學、橡樹嶺國家實驗室的聯合團隊，利用世界級的阿貢x射線散射設備和橡樹嶺中子散射設備，在原子尺度上研究鈣鈦礦材料的內(nei) 部工作原理。

　　當光照射到光伏材料上時，它會(hui) 激發電子，促使它們(men) 從(cong) 原子中跳出，在材料中穿行，從(cong) 而導電。一個(ge) 常見的問題是，被激發的電子可以與(yu) 原子重新結合，而不是通過材料，這導致產(chan) 生的電量顯著減少。

　　鈣鈦礦不同。利用阿貢實驗室磁性材料小組的束線(6-ID-D)的x射線散射能力，該小組捕獲了鈣鈦礦晶體(ti) 中原子在不同溫度下的平均位置。他們(men) 發現，每個(ge) 鉛原子及其周圍的溴原子籠形成了像分子一樣的剛性單位。這些單位以類似液體(ti) 的方式來回擺動。

　　一種解釋鈣鈦礦抵抗重組的理論是，當自由電子在材料中穿行時，晶格或晶體(ti) 結構中的這些扭曲會(hui) 跟隨它們(men) 。電子可能會(hui) 使晶格變形，引起類似液體(ti) 的擾動，從(cong) 而防止它們(men) 跌落到它們(men) 的主原子中。這一理論得到了新的實驗結果的支持，可以為(wei) 如何設計最優(you) 的鈣鈦礦太陽能電池材料提供新的見解。

　　這些數據還表明，材料中的分子隻在二維平麵內(nei) 振蕩，而沒有在平麵上運動。晶體(ti) 扭曲的二維性質可能是解釋鈣鈦礦如何阻止電子複合的另一塊拚圖，有助於(yu) 提高材料的效率。