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，并將其轉化為電能。

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

　　揭示鈣鈦礦在原子尺度上的性質對于理解它們有前途的能力至關重要。這一發現可以幫助模型確定用于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部工作原理。

　　當光照射到光伏材料上時，它會激發電子，促使它們從原子中跳出，在材料中穿行，從而導電。一個常見的問題是，被激發的電子可以與原子重新結合，而不是通過材料，這導致產生的電量顯著減少。

　　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中原子在不同溫度下的平均位置。他們發現，每個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，晶格或晶體結構中的這些扭曲會跟隨它們。電子可能會使晶格變形，引起類似液體的擾動，從而防止它們跌落到它們的主原子中。這一理論得到了新的實驗結果的支持，可以為如何設計最優的鈣鈦礦太陽能電池材料提供新的見解。

　　這些數據還表明，材料中的分子只在二維平面內振蕩，而沒有在平面上運動。晶體扭曲的二維性質可能是解釋鈣鈦礦如何阻止電子復合的另一塊拼圖，有助于提高材料的效率。