一種新的、更簡單的制備穩定鈣鈦礦太陽能電池的解決方案，克服了這種有前景的可再生能源技術大規模生產和商業化的關鍵瓶頸。

"我們的工作為在不久的將來低成本、高通量的大規模太陽能模塊的商業規模生產鋪平了道路，"洛斯阿拉莫斯國家實驗室集成納米技術中心的研究科學家研究員、該論文的通訊作者聶萬一說，該論文今天發表在Joule雜志上。"我們能夠通過兩個微型模塊來證明這種方法，它們達到了將太陽光轉化為電力的最高水平，并大大延長了工作壽命。由于這個過程簡單易行且成本低，我們相信它可以很容易地適應工業環境中的可擴展制造。"

該團隊發明了一種使用液態溶劑環丁砜的一步旋轉涂層方法。由洛斯阿拉莫斯和國立大學(NTU)的研究人員合作完成的這個新工藝，使他們能夠生產出高產、大面積的光伏設備，這些設備能高效地利用陽光發電。這些鈣鈦礦太陽能電池也有很長的使用壽命。

“我們對這一成果感到非常興奮，”南洋理工大學研究小組的首席研究員、通訊作者之一王利益教授說，“這是一條廣泛應用于富鈣鈦礦材料家族的新合成路線。”這篇論文的第一作者、南洋理工大學的研究生黃新祥說:“我們已經實施了新的化學技術，將其推向技術相關的演示。”

幾十年來，鈣鈦礦光電被看作是市場上常見的硅基光電的有力競爭對手，在過去的十年里，鈣鈦礦光電一直是備受期待的新興技術。由于缺乏解決該領域重大挑戰的解決方案，商業化一直受到阻礙:將高效鈣鈦礦太陽能電池模塊的生產從工作臺到工廠車間的規模化。

該研究報告提出了一種新的制備方法，即在鈣鈦礦前驅體中引入環丁砜作為添加劑，或通過化學反應生成鈣鈦礦晶體的液體材料。與其他制造方法一樣，該晶體隨后沉積在基片上。

通過一種簡單的浸漬方法，該團隊能夠在兩個微型模塊中沉積均勻、高質量的鈣鈦礦晶體薄膜，其中一個大約16平方厘米，另一個近37平方厘米，覆蓋了一個很大的活動區域。在整個光伏組件區域制造均勻的薄膜對器件的性能至關重要。

微型模塊的功率轉換效率分別為17.58%和16.06%。這些效率是迄今為止報告的最高可實現的效率之一。能量轉換效率是衡量陽光轉化為電能的有效程度。

對于其他鈣鈦礦制造方法，工業化規模制造的主要障礙之一是它們狹窄的加工窗口，即薄膜可以在基片上鋪設的時間。為了得到均勻的晶體膜，并與下面的層很好地結合，沉積過程必須在幾秒鐘內被嚴格控制。

在鈣鈦礦前體中使用環丁砜將加工窗口從9秒延長到90秒，在大面積形成高度結晶的致密層，同時較少依賴于加工條件。

環丁砜法可以很容易地適應于現有的工業制造技術，這有助于為商業化鋪平道路。

鈣鈦礦是一種具有特定晶體結構的材料，類似于鈣鈦礦礦物。鈣鈦礦可以被制造成極薄的薄膜，這使得它們可以用于太陽能光伏電池。