研究團隊利用共蒸發技術成功地在中等溫度下製備出無機鈣鈦礦薄膜，這使得高溫下的後回火成為不必要的。這個過程使得用這種材料生產薄膜太陽能電池變得容易得多。與金屬-有機雜化鈣鈦礦相比，無機鈣鈦礦具有更好的熱穩定性，這項研究發表在《先進能源材料》上。世界各地的團隊都在致力於鈣鈦礦太陽能電池開發。
重點是所謂的金屬-有機雜化鈣鈦礦，其晶體結構由鉛、碘等無機元素以及有機分子組成。完全無機鈣鈦礦半導體，如CsPbI3，具有與雜化鈣鈦礦相同的晶體結構，但含有一種鹼金屬，如銫，而不是有機分子。這使得它們比混合鈣鈦礦更加穩定，但通常需要在非常高的溫度下(幾百攝氏度)進行額外的生產。由於這個原因，無機鈣鈦礦半導體到目前為止很難集成到薄膜太陽能電池，不能承受高溫。由Thomas Unold博士領導的一個團隊已經成功地在中等溫度下生產出無機鈣鈦礦半導體，這樣它們將來也可以用於薄膜細胞。
- 通過碘化銫和碘化鉛的共蒸發，即使在中等溫度下也能生成薄層CsPbI3，銫的過量導致鈣鈦礦相穩定。圖片：J. Marquez-Prieto/HZB
物理學家們設計了一個創新實驗，在這個實驗中，他們在一個樣品中合成並分析了多種材料的組合。利用銫碘化物和鉛碘化物的共蒸發，產生了薄層CsPbI3，系統地改變了這些元素的數量，而基質溫度低於60攝氏度。像這樣的組合研究方法允許我們為新材料系統找到最佳生產參數，比傳統方法快得多，傳統方法通常需要為100種不同的成分生產100個樣品。通過在合成過程中的仔細分析以及隨後對光電性能的測量，他們能夠確定薄膜的組成如何影響材料性能。
測量結果表明，這種材料的結構和重要的光電性能對銫與鉛的比例非常敏感。因此，過量銫促進穩定的鈣鈦礦相具有良好流動性和載流子的壽命。在與Steve Albrecht教授的HZB Young research Group的合作下，這些優化的CsPbI3層被用於演示鈣鈦礦太陽能電池，初始效率超過12%，在超過1200小時內性能穩定接近11%。研究已經證明，如果無機鈣鈦礦吸收劑能夠得到充分的製造，它們也可能適用於薄膜太陽能電池，相信還有很大的改進空間。
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