鈣鈦礦層不需要覆蓋整個表面, 而是顯露出孔洞. 科學家們已經可以證明, 其建立了防止短路的保護層.
用於太陽能電池的金屬 - 有機鈣鈦礦層通常在緊湊基底上使用旋塗技術製造. 這些鈣鈦礦層通常具有許多孔洞, 但卻可以達到驚人的效率水平. 這些孔洞不會導致正面和背面接觸之間的明顯短路, Dr. Marcus Baer領導的HZB小組現在發現了原因. Marcus Baer與BESSY II的Henry Snaith教授 (牛津大學) 領導的小組共同合作.
早期的金屬有機鈣鈦礦的轉換效率只有百分之幾 (2006年為2.2% ) . 然而, 進展很快, 現在的記錄水平已大大高於22% .
目前商業化的矽太陽能電池技術的效率已經持續提升了50多年. 由低成本金屬 - 有機鈣鈦礦製成的薄膜可以通過旋塗和隨後的烘烤 (由此溶劑蒸發並且材料結晶) 而大規模生產, 將使得該技術更具吸引力.
鈣鈦礦薄膜中的孔
儘管如此, 在緊湊基底上旋塗產生的薄鈣鈦礦薄膜通常不是完美的, 而是表現出許多孔. 由亨利·斯奈斯教授領導的開創性鈣鈦礦集團的樣品也出現了這些漏洞. 問題在於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. 這將大大降低效率水平, 這是之前沒有觀察到的.
建立起薄層
現在, Marcus Bar和他的小組以及Fritz Haber研究所的Spectro-Microscopy小組仔細檢查了Henry Snaith的樣品. 通過電子顯微鏡掃描, 他們映射出表面形態. 隨後使用BESSY II的分光譜方法分析了孔洞的區域的化學組成. 我們能夠證明, 即使在孔洞中基底也沒有真正暴露. 而顯然, 那裡的沉積和結晶過程可以防止短路, 博士生克勞迪亞哈特曼解釋.
防止短路
科學家們同時能夠確定, 在直接遇到接觸層的情況下, 電荷載流子必須克服的能量壘才能相互重組. 電子傳輸層 (TiO2) 和正電荷載體 (Spiro MeOTAD) 的傳輸材料實際上並不直接接觸. 另外, 接觸層之間的複合屏障足夠高, 以致儘管鈣鈦礦薄膜中存在許多孔, 但這些造成太陽能電池的內部損耗是極其微小的.
