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

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?？茖W(xué)家們證明這種結(jié)構(gòu)建立了一個防止短路的保護(hù)層

早期的金屬有機(jī)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(yuǎn)高于22％。比目前商業(yè)上主導(dǎo)的硅太陽能電池技術(shù)的轉(zhuǎn)化效率提高了近50年。由低成本金屬-有機(jī)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(jié)晶）而大規(guī)模生產(chǎn)，這使得該技術(shù)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(chǎn)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(lǐng)導(dǎo)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(dǎo)致太陽能電池的相鄰層接觸而導(dǎo)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(xì)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(xué)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(jié)晶過程形成了薄層，這有效防止了短路。”

防止短路

科學(xué)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(jié)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(shí)際上并不直接接觸，而且接觸層之間的復(fù)合屏障足夠高，以致這些太陽能電池的實(shí)際損耗很小。”