近日，科学家在相关研究中发现，Ruddlesden-Popper(RP)金属卤化物杂化材料有望成为应用于光电子和热能存储领域的二维(2D)材料。
Ruddlesden-Popper钙钛矿是一种由无机和有机成分交替构成的层状材料，在发光二极管(LED)、热能存储和太阳能电池板技术等多种应用中展现出成为理想选择的潜力。同时，金属卤化物钙钛矿也被认为是一种极具潜力的光电应用材料，但由于其在室温附近存在多种动态过程，将其集成到器件中面临挑战，且这些材料的结构相变会影响其光学特性。
在最近的研究中，犹他大学研究人员利用温度相关的吸收和发射光谱以及X射线衍射，对钙钛矿的相变行为展开研究。研究人员强调，相变是物质从一种状态到另一种状态的离散变化，像水和钙钛矿等物质具有多种不同性质的固态。在化学系比斯查克实验室进行的实验，证明了相变与材料发射特性之间存在联系，这引入了一种动态控制或可调性，能为技术应用带来多种益处。
具体而言，由于钙钛矿同时含有有机和无机成分，有机层会发生相变，进而影响无机层的结构，有机层和无机层的相互作用会彻底改变材料的性质。新研究的资深作者、助理教授Connor Bischak表示：“这些几乎油腻的链状物会结晶在一起。当达到一定温度时，它们会融化并变得更加无序。熔化过程会影响无机成分的结构，从而控制材料发射的光量及其波长。”他还指出，钙钛矿可在分子水平上轻松操控，发射波长能从紫外线调节到近红外。
研究人员强调，薄如晶片的钙钛矿光学特性会随温度变化而改变。在发表于《Matter》杂志的研究中，研究人员称：“我们还观察到，无机层中细微的八面体畸变会导致带隙随温度而发生连续变化。总而言之，我们的研究结果揭示了相变过程中的结构变化如何影响二维钙钛矿的光电特性。”
此外，钙钛矿为下一代太阳能电池技术提供了强大优势。长期以来，硅一直是太阳能电池的标准材料，但因其高能耗的制造工艺和持续存在的供应链问题，面临诸多限制。相比之下，钙钛矿是一种可溶液加工的材料。比斯查克补充道：“这意味着你基本上将所有这些前体化学物质溶解在溶剂中，然后就可以制作太阳能电池，就像用墨水打印一样。”
