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)相關的緊湊基板上制造。這些鈣鈦礦層通常具有許多孔，但卻達到了驚人的高效率水平。現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這些孔不會導致前后觸點之間明顯短路的原因。

早期的金屬有機鈣鈦礦的效率水平僅為百分之幾(2006年為2.2%)。然而，這種情況很快發(fā)生了變化：現(xiàn)在創(chuàng)紀錄的水平遠遠高于22%。目前商業(yè)上占主導地位的硅太陽能電池技術的等效效率提高了50多年。由低成本金屬有機鈣鈦礦制成的薄膜可以大規(guī)模生產(chǎn)，例如通過旋涂和隨后烘焙(由此溶劑蒸發(fā)并且材料結晶)，這使得該技術更具吸引力。

鈣鈦礦薄膜中的孔

然而，由致密基底上的旋涂產(chǎn)生的薄鈣鈦礦膜通常不是完美的，而是表現(xiàn)出許多孔。由Henry Snaith教授領導的先鋒鈣鈦礦組的樣品也展示了這些洞。問題是這些孔可能通過太陽能電池的相鄰層接觸而導致太陽能電池中的短路。這將大大降低效率水平，這是未觀察到的。

建立薄層

現(xiàn)在，MarcusBär和他的團隊以及Fritz Haber研究所的Spectro-Microscopy團隊仔細檢查了Henry Snaith的樣本。使用掃描電子顯微鏡，他們繪制了表面形態(tài)。他們隨后使用BESSY II的光譜顯微鏡方法分析了顯示其化學成分孔的樣品區(qū)域。“我們能夠證明，即使在孔中基板也沒有真正暴露，但是基本上由于沉積和結晶過程而形成薄層，顯然可以防止短路，”博士生克勞迪婭哈特曼解釋說。 。

..并防止短路

科學家們能夠同時確定電荷載體必須克服的能壘以便在接觸層直接相遇的情況下彼此重新組合是相對較高的。“電子傳輸層(TiO2)和正電荷載流子傳輸材料(Spiro MeOTAD)實際上并沒有直接接觸。此外，接觸層之間的復合勢壘足夠高，這些太陽能電池的損耗很小。盡管鈣鈦礦薄膜上有許多孔，“Bär說。