日本的住友重機械工業（SHI）最近報導了他們在製造鈣鈦礦太陽能電池中的一項重要突破，該公司開發出一種新方法來製作鈣鈦礦內部的關鍵層。根據報導，這一層被稱為電子傳輸層（ETL），它的功能類似於電子在鈣鈦礦中生成後通往電極的“高速公路”。SHI的這一新方法被稱為反應性等離子體沉積（RPD），這是一種物理氣相沉積（PVD）的方法。SHI在其新聞稿中指出，傳統的形成方法通常涉及高能粒子和高溫環境，雖然這些方法在成本上具有優勢且適合大規模生產，但卻常常與鈣鈦礦材料不相容，這使得製造商不得不積極探索化學薄膜沉積的方法。
目前，鈣鈦礦技術雖然前景廣闊，但其脆弱性仍然是一大挑戰。傳統的電子傳輸層的製作方法無論是化學還是高能的，都需要高溫、劇烈的粒子或有毒氣體，這些都可能損害鈣鈦礦材料，增加成本，或帶來安全風險。SHI的新方法則是在低溫下沉積超薄的氧化錫（SnO₂）電子傳輸層，這樣可以有效防止對鈣鈦礦的損害。氧化錫是一種無機化合物，廣泛用作半導體材料，並且在PVD沉積過程中，氧化錫被認為是一種具有良好導電性的低成本金屬氧化物。SHI指出，該過程使用無危害氣體，使得整個過程更加安全且環保，並且速度上相較於目前的方法快了約200倍。
這項新技術的成本也大幅降低，約為目前電子傳輸層製造成本的0.5%。SHI強調，該公司是全球首家展示其PVD技術能夠生產具有適當絕緣性能的SnO₂薄膜的企業。這項突破性技術在大規模製造和成本效益方面相比其他製造商目前正在開發的化學薄膜沉積方法，具有顯著的優勢。SHI希望通過將這一薄膜沉積技術應用於鈣鈦礦太陽能電池的量產，加速其在市場上的採用，進而為實現碳中和社會貢獻力量。
儘管這項新技術前景可期，SHI仍然承認在生產過程中面臨挑戰，特別是材料成本高和使用易燃或有毒前驅氣體的問題，這使得大規模生產變得複雜。SHI表示，他們的方法與其他太陽能電池層兼容，並且可以與透明的氧化銦錫（ITO）電極進行連續製作。這些電池的設計也適合大規模生產，將鈣鈦礦技術推進至商業化的邊緣。這一發展與日本經濟產業省（METI）希望到2040年實現20 GW鈣鈦礦太陽能發電能力的目標相符合。為了實現這一目標，日本正在推廣鈣鈦礦技術在城市中的應用，例如在建築上使用輕量化、柔性面板。
例如，到2025年，日本在城市試點項目、柔性模組測試以及創紀錄的26.5%效率鈣鈦礦-矽串聯電池方面取得了進展，展示了其在耐久性、可擴展性和高性能方面的潛力。住友重機械工業的進展不僅僅是針對新型太陽能電池的開發，更是為了解決生產過程中成本、安全性和規模方面的一大瓶頸。如果SHI的主張能夠成立，鈣鈦礦的商業化目標在2030年代將變得更加現實。
