沖縄科学技術大学院大学（OIST），中国 東呉大学，韓国 成均館大学校らは共同で，有機‐無機ペロブスカイト材料の原子分解能について世界に先駆けて調べた（ニュースリリース）。

一般的にペロブスカイトとは，ABX₃の化学式を持つ化合物のことを言う。AおよびBは，陰イオンXと結合する陽イオンを表す。通常，太陽電池では，ｌ有機-無機ペロブスカイト化合物は，メチルアンモニウムハロゲン化鉛（CH₃NH₃PbX₃：Xは臭素，ヨウ素，または塩素）が使用される。

研究グループは，走査型トンネル顕微鏡を使用して，メチルアンモニウム臭化鉛（CH₃NH₃PbBr₃）の単結晶の表面のトポグラフィー画像を得ることに成功した。

室温では，原子および分子は活発に動いているため，より明確な原子構造の画像を得るために，研究グループは結晶を絶対0°Cに近い-269°Cの温度にまで凍結させた。

表面上の汚染を防ぐために真空内で結晶を切断し，実験を行なった。量子物理学の原理に基づき原子構造計算を行ない，走査型トンネル顕微鏡のデータとの比較を行なった。

その結果，研究グループは，チルアンモニウム分子が回転すること，およびそれらの分子の回転によって明らかに異なる特性を持つ2種類の表面構造を生み出すことを発見した。

また，回転とは別に，このメチルアンモニウム分子は隣接する臭素イオンの位置に影響を及ぼし，その結果，原子構造にさらなる変化をもたらす。この構造によって材料の電子的性質が決定されることから，原子の幾何学的位置は太陽電池を理解するために不可欠な要素だという。

さらに，走査型トンネル顕微鏡による画像により，分子およびイオン（そしておそらく，欠落している原子）の転位によって引き起こされた局所的な欠陥もあきらかになる。これらの欠陥により，伝導性などの電気特性が変容するなど，機器の性能に影響が及ぼされるともある。

ペロブスカイト材料の構造は温度感応性が高く，凍結した結晶を室温下で観察した場合，必ずしも完全に同一の構造が観察されるわけではない。しかしながら，原子レベルでのペロブスカイト結晶を包括的に説明することは，実際的な環境条件におけるこれらの結晶の挙動を理解するのに役立つ。

現時点での発見は，有機‐無機結晶の表面における分子およびイオン間の相互作用を解明するものであり，太陽電池の将来像のより良い設計を実現するのにも役立つとしている。

研究グループは，ペロブスカイトとその他の分子（たとえば，太陽電池の性能に影響することが知られている水分子など）の間における相互作用を解明することを，次の目標としている。

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