強誘電体とハイブリッドハロゲン化物ペロブスカイトに関する相互洞察：将来の多機能エネルギー変換のためのプラットフォーム

将来の多機能エネルギー変換と貯蔵デバイスのための、ペロブスカイト材料の傘下の類似性、最先端の技術、概念、および見通し（両方とも無機生物ハイブリッドハリドペロブスカイトとフェロエレクトリックペロブスカイト）についての洞察が提供されます。多くの場合、これらはまったく異なる研究分野と見なされます。ただし、それらを同時に、そして全体的に考慮すると、いくつかの新しい機会を提供できます。最近の進歩により、高効率太陽電池のハイブリッドペロブスカイトの可能性が強調されています。強誘電性の可能性を含むこれらの材料の固有の極性は、圧電、発電、熱電効果や電気エネルギー貯蔵などのいくつかのエネルギー変換メカニズムを同時に利用するための追加の可能性を提供します。これらの現象の存在は、ペロブスカイト太陽電池の性能をサポートできます。これらの効果（ピエゾ、パイロ、および熱電効果）を使用したエネルギー変換も、光強度の変化によって強化される可能性があります。したがって、ペロブスカイトの構造的、電子的、光学的、磁気特性を調整して、複数のメカニズムを使用して効率の改善を実現するためにエネルギーを同時に収穫する可能性があります。これには、これらの効果に関与する概念、メカニズム、対応する材料特性、および基礎となる物理学の基本的な理解が必要です。

An insight into the analogies, state-of-the-art technologies, concepts, and prospects under the umbrella of perovskite materials (both inorganic-organic hybrid halide perovskites and ferroelectric perovskites) for future multifunctional energy conversion and storage devices is provided. Often, these are considered entirely different branches of research; however, considering them simultaneously and holistically can provide several new opportunities. Recent advancements have highlighted the potential of hybrid perovskites for high-efficiency solar cells. The intrinsic polar properties of these materials, including the potential for ferroelectricity, provide additional possibilities for simultaneously exploiting several energy conversion mechanisms such as the piezoelectric, pyroelectric, and thermoelectric effect and electrical energy storage. The presence of these phenomena can support the performance of perovskite solar cells. The energy conversion using these effects (piezo-, pyro-, and thermoelectric effect) can also be enhanced by a change in the light intensity. Thus, there lies a range of possibilities for tuning the structural, electronic, optical, and magnetic properties of perovskites to simultaneously harvest energy using more than one mechanism to realize an improved efficiency. This requires a basic understanding of concepts, mechanisms, corresponding material properties, and the underlying physics involved with these effects.