即使是由完美奇跡材料制成的太陽能電池也永遠無法將100%的陽光轉換為電能。這是因為理論上可達到的最大功率受到電子能帶的位置以及不可避免的光子輻射(熱力學或Shockley-Queisser極限)的限制。例如，硅的最大功率轉換效率約為33%。但即使是這個價值也永遠不會達到。這是由于各種缺陷導致太陽光釋放的一些電荷載流子的損失。因此，為了接近最大值，需要研究太陽能電池中的各種缺陷，并確定哪些缺陷會導致損耗以及如何造成損失。

有機金屬鈣鈦礦吸收層被認為是太陽能電池特別令人興奮的新材料類 - 僅僅十年，它們的效率從3%增加到超過20%，這是一個驚人的成功故事?，F在，由波茨坦大學的Dieter Neher教授和HZB的Thomas Unold博士領導的團隊成功地確定了限制效率的鈣鈦礦太陽能電池的決定性損耗過程。

在鈣鈦礦層的晶格中的某些缺陷處，剛剛被太陽光釋放的電荷載流子(即電子和“空穴”)可以再次重新結合并因此丟失。但是，直到現在還不清楚這些缺陷是否優(yōu)先位于鈣鈦礦層內，或者代替鈣鈦礦層和傳輸層之間的界面。

為了確定這一點，科學家們采用了高精度，空間和時間分辨率的光致發(fā)光技術。使用激光，它們激發(fā)了方形厘米大小的鈣鈦礦層，并檢測材料響應激發(fā)時在何時何地發(fā)光。“我們實驗室的這種測量方法非常精確，我們可以確定已經發(fā)射的光子的確切數量，”Unold解釋道。不僅如此，使用高光譜CCD相機精確記錄和分析發(fā)射光子的能量。

“通過這種方式，我們能夠計算出電池每個點的損耗，從而確定最有害的缺陷位于鈣鈦礦吸收層和電荷傳輸層之間的界面，”Unold報道。這是用于進一步改善鈣鈦礦太陽能電池的重要信息，例如通過具有積極效果的中間層或通過改進的制造方法。