晶體鈣鈦礦電池是尖端薄膜太陽能電池的關鍵。盡管它們已經在實驗室中達到了很高的效率水平，但由于材料太不穩定，阻礙了商業應用。此外，鈣鈦礦沒有可靠的工業生產工藝。

在《物理化學快報》上發表的一項新研究中，馬丁·路德大學的物理學家們提出了一種可以解決這個問題的方法。它們還詳細描述了鈣鈦礦的形成和衰變過程。研究結果將有助于未來生產高性能的太陽能電池。

2009年，研究人員首次證明具有特殊鈣鈦礦晶體結構的有機-無機化合物是很好的吸收劑，可以有效地將陽光轉化為電能。在短短幾年內，鈣鈦礦太陽能電池的效率在實驗室里提高到20%以上。

MLU的物理學家、該研究的主要作者保羅·皮斯托爾(PaulPistor)博士說:“盡管現代單晶硅太陽能電池的價值略高一些，但它們的制造難度要大得多，而且開發的時間也長得多。”然而，目前還沒有市場上現成的鈣鈦礦太陽能電池，因為沒有大規模生產鈣鈦礦的既定工藝。

此外，薄晶體層不穩定，對環境影響敏感。高溫或潮濕會導致鈣鈦礦分解，失去將陽光轉化為電能的能力。然而，太陽能電池必須承受高溫，因為它們長期暴露在陽光下。

在他們的研究中，來自哈雷的物理學家研究了一種特殊的無機鈣鈦礦，它由銫、鉛、溴或碘組成。他們沒有使用通常的濕法化學工藝生產鈣鈦礦，而是采用了一種已經廣泛應用于工業生產薄層和一系列組件的工藝。在真空室中，前驅物質被加熱直到蒸發。然后鈣鈦礦凝結在較冷的玻璃基板上，形成一層薄薄的晶體層。

這種方法的優點是，整個過程的每一部分都可以很好地控制。通過這種方法，這些層的生長非常均勻，晶體的厚度和成分可以很容易地調整。因此，他的團隊能夠生產出鈣鈦礦層，其基礎是銫，直到它們達到360攝氏度的溫度才分解。利用尖端的x射線分析，研究人員還實時分析了晶體的生長和衰變過程。

研究結果為鈣鈦礦的潛在性質提供了重要的見解，并指出了一種可能適用于現代基于鈣鈦礦的太陽能電池技術工業實現的過程。