鈣鈦礦太陽能電池想要在商用光伏市場中占有一席之地，就必須要求電池不僅能量轉(zhuǎn)換效率高、制備成本低，還要其器件本身具有高的穩(wěn)定性，尤其是在一定濕度環(huán)境工作時的穩(wěn)定性。

本文作者采用了一種新型工藝，在鈣鈦礦層中引入了長鏈聚合物（PEG，聚乙二醇）形成骨架結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了16%的能量轉(zhuǎn)換效率，同時其未封裝的電池在70%的相對濕度下經(jīng)歷了300小時后，仍然具有較高的效率輸出，且這種工藝制備出的鈣鈦礦薄膜對水具有顯著的自修復(fù)功能，這為將來鈣鈦礦電池大規(guī)模商用供應(yīng)了可能性。

制備方法

圖1展示了本文的電池結(jié)構(gòu)，類似于傳統(tǒng)的無機介孔層結(jié)構(gòu)。電池的制備過程類似于平面異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)的電池，選用TiO2與Spiro-OMeTAD作為電子和空穴的傳導(dǎo)層。鈣鈦礦的制備為常規(guī)的溶液一步法，在鈣鈦礦前驅(qū)液（PbCl2，MAIinDMF）中摻入絕緣的聚合物長鏈分子（PEG），制備過程中退火溫度為105℃。

鈣鈦礦薄膜表征

圖2是鈣鈦礦的SEM表征的頂視圖和截面圖，e、g（scalebar1um）沒有摻入PEG，f、h（scalebar3um）摻入了PEG，可以看出未摻入PEG的鈣鈦礦薄膜孔洞比較多，厚度很不均勻，而摻入PEG的薄膜覆蓋度與均勻性均得到大幅提升，有效的防止了短路漏電的情況發(fā)生。

下圖中，a、b、c（scalebar10nm）分別是鈣鈦礦薄膜的環(huán)形暗場像以及Pb元素與O元素的EDS成像。PEG在此結(jié)構(gòu)中充當(dāng)了三維支撐骨架，同時，PEG骨架結(jié)構(gòu)還降低了反應(yīng)結(jié)晶速率，d是鈣鈦礦成膜過程中的實時XRD譜線，引入PEG骨架結(jié)構(gòu)后，反應(yīng)過程中的中間相直到70分鐘以后才逐漸消失。