用于太陽能電池的金屬有機鈣鈦礦層通常使用旋涂技術在工業(yè)相關的小型基材上制造。這些鈣鈦礦層通常多孔，但能量轉換效率卻非常高。這些孔為什么不會導致正面和背面接觸之間明顯短路呢？原因已經(jīng)找到了！

鈣鈦礦太陽能電池的簡化剖面圖：鈣鈦礦層并沒有覆蓋整個表面，而是存在空穴。科學家們證明這種結構建立了一個防止短路的保護層

早期的金屬有機鈣鈦礦的效率水平只有百分之幾（2006年為2.2％）。然而現(xiàn)在的水平遠高于22％。比目前商業(yè)上主導的硅太陽能電池技術的轉化效率提高了近50年。由低成本金屬-有機鈣鈦礦制成的薄膜可以通過旋涂和隨后的烘焙（由此溶劑蒸發(fā)并且材料結晶）而大規(guī)模生產，這使得該技術更具吸引力。

鈣鈦礦薄膜上的孔

盡管如此，在致密基底上旋涂產生的薄鈣鈦礦薄膜通常不是完美的，而是出現(xiàn)了許多孔洞，由亨利·斯奈斯教授領導制成的開創(chuàng)性鈣鈦礦組樣品也出現(xiàn)了這些孔洞。問題在于這些孔可能導致太陽能電池的相鄰層接觸而導致太陽能電池短路，這將會大大降低效率水平，但卻并沒有被觀察到。

生長出薄層

現(xiàn)在MarcusB?r和他的小組以及FritzHaber研究所的Spectro-Microscopy小組仔細檢查了HenrySnaith的樣品，他們利用掃描電子顯微鏡繪制了鈣鈦礦層的表面形貌，隨后使用BESSYII的分光譜方法分析了樣品出現(xiàn)孔洞區(qū)域的化學成分。博士生ClaudiaHartmann解釋說：“我們能夠確定，即使是在孔洞中，基板也沒有被完全暴露出來，而是通過沉積和結晶過程形成了薄層，這有效防止了短路。”

防止短路

科學家們一致能夠確定的事，相較于接觸層的直接接觸的情況，電池的電荷載體必須克服的巨大的能量勢壘才能彼此重新結合。B?r表示：“盡管鈣鈦礦薄膜有許多孔，電子傳輸層（TiO2）和正電荷載體傳輸材料（SpiroMeOTAD）實際上并不直接接觸，而且接觸層之間的復合屏障足夠高，以致這些太陽能電池的實際損耗很小。”