立陶宛的考納斯科技大學（Kaunas University of Technology，簡稱 KTU）在無機鈣鈦礦太陽能電池的研究上取得了顯著的進展。研究團隊成功解決了一個長期困擾業界的挑戰，發明了一種能在全無機鈣鈦礦太陽能電池上創建耐用的保護層的方法。這一創新使得這些太陽能電池的效率達到了超過 21% 的歷史新高。此外，這些小型模組在連續光照下，在 185 華氏度（約 85 攝氏度）的條件下穩定運行超過 950 小時，顯示出其卓越的穩定性和耐用性。
KTU 化學系的研究員 Dr. Kasparas Rakštys 表示，鈣鈦礦太陽能電池是全球增長最快的太陽能技術之一，這些電池不僅輕巧、薄膜且靈活，最重要的是其材料成本低廉。鈣鈦礦太陽能電池的普及受到了一個主要障礙的制約，即其快速的降解問題。環境中濕度、溫度和壓力的變化，會導致鈣鈦礦材料在效率和材料性能上迅速下降。以往，這一問題通常通過「鈍化」技術來解決，通過減少缺陷來保護鈣鈦礦的表面，使其更能抵抗環境因素的影響，從而延長其性能和使用壽命。
鈍化技術的關鍵在於使鈣鈦礦的表面在化學上不活躍，從而消除在生產過程中引入的缺陷。KTU 的研究人員指出，以往的研究顯示，對三維鈣鈦礦表面施加薄的二維層對於混合鈣鈦礦的保護非常有效，這不僅能防止水分侵入，還能提高效率和耐用性。然而，對於純無機鈣鈦礦而言，這一策略卻一直面臨困難，因為保護性的二維層無法與材料黏合。KTU 團隊通過合成全氟化的二維銨陽離子，成功解決了這一黏附問題，因為高電負性的氟原子降低了銨基團的電子密度，從而形成了氫鍵，使二維層能夠附著於純無機鈣鈦礦的表面。
這一創新最終導致在三維無機鈣鈦礦的表面形成了一個穩定的二維層，這些二維層成功黏附，形成了即使在高溫下仍然穩定的強韌異質結構。這一鈍化策略不僅提高了太陽能電池的性能，還使其效率達到了超過 21% 的高水平，成為迄今為止的最高之一。研究團隊在構建鈣鈦礦太陽能小型模組時，這些模組的有效面積超過了典型實驗室測試電池的 300 倍，仍然能夠實現接近 20% 的高效率。同時，這些大規模的小型模組在連續光照下的 85°C（185°F）條件下，也能維持穩定運行超過 950 小時，顯示出優異的耐用性。
儘管太陽能電池在實際運行條件下通常不會達到如此高的溫度，但這些標準化的穩定性測試能夠評估其長期耐用性，這樣的高穩定性幾乎可以與商業矽電池的要求相媲美。這一研究成果將有助於推進下一代太陽能技術的商業化步伐，並為未來的可再生能源領域帶來新的機遇。該研究的結果已發表在《Nature Energy》期刊上。
