由硅和鈣鈦礦組合加工的太陽能電池，特別是含有碘和溴等混合鹵化物的變體，比傳統的硅太陽能電池更高效、更便宜，因為它們能將更大比例的太陽光轉化為電能。然而，鈣鈦礦在光的影響下會降解，因此它們還不能用于商業使用。在結構中替代陽離子（帶正電的離子）可以提高材料的穩定性。來自AMOLF的研究人員今朝揭示了這種改善源自于對結構的壓縮，相當于對其施加相當大的壓力。他們已將結果發表在《CellReportsphysicalScience》上。

鈣鈦礦由鉛離子和碘、溴離子等鹵化物離子包圍組成。這就形成了一個3-D結構，其籠子中洋溢了陽離子，如甲基銨。問題是，倘若該結構被照亮，材料中會出現單獨的區域，緊要是碘離子或緊要是溴離子。這樣一來，鈣鈦礦中碘-溴混合物的優點就喪失了：大部分的光譜被轉化為熱能而不是電能。

ElineHutter是一位化學家，直到今年才成為AMOLF的研究員，他認為通過將材料置于高壓下，可以戒備鹵化物的自發分離。“當時，我并不確切了解為甚么。我稱它為化學直覺。”

AMOLF的混合太陽能電池小組之前開發了一種在這種情況下非常有用的設置：瞬態吸收光譜儀（TAS），可以在非常高的壓力下測量鈣鈦礦的電子特性。“世界上沒有其他類似的設置，將TAS與壓力傳感器結合起來，”小組負責人brunoEhrler說。“但我最初對Eline的想法持懷疑態度，部分原由是我們要做的試驗仿佛太有挑戰性。”

與她的同事LoretaMuscarella一起，ElineHutter使用這種設置來測量材料被照亮后的情況。“倘若材料上沒有壓力，我們觀察到溴和碘的分離。在3000巴的壓力下，我們看到分離不再發生。”

這一結果證實了Hutter的假設，即材料中的自由體積，以及相應的壓力，對鹵化物的分離起著至關緊要的用途。在如此高的壓力下加工太陽能電池是不切實際的。然而，有一個實用的處理辦法，Hutter解釋說。“倘若我們用較小的陽離子（如銫）替換鈣鈦礦籠中的陽離子，就會發生所謂的化學收縮，整個結構都會收縮。這種效果和讓材料承受高壓完全相同。”

Hutter和她的同事隨后用TAS證明，在這種被化學壓縮的鈣鈦礦中，不再發生碘和溴的分離。Hutter說，他們借此證明了理論中被遺忘的一個緊要方面：材料的體積之前被排除在計算之外。“在我看來，這項研究之所以如此有趣，是因為外部壓力和內部壓力之間的聯系。”

這是一個使鈣鈦礦穩定的至關緊要的發現，Ehrler說。“以往焦點大多聚集在動力學上：延遲離子的運動以減緩分離。今朝我們已經證明，新增壓力，改變了熱力學：離子移動的速度相同快，但碘和溴的分離不再是能量上的有利條件。所以，這種分離不會再發生了。”