研究团队利用共蒸发技术成功地在中等温度下制备出无机钙钛矿薄膜，这使得高温下的后回火成为不必要的。这个过程使得用这种材料生产薄膜太阳能电池变得容易得多。与金属-有机杂化钙钛矿相比，无机钙钛矿具有更好的热稳定性，这项研究发表在《先进能源材料》上。世界各地的团队都在致力于钙钛矿太阳能电池开发。
重点是所谓的金属-有机杂化钙钛矿，其晶体结构由铅、碘等无机元素以及有机分子组成。完全无机钙钛矿半导体，如CsPbI3，具有与杂化钙钛矿相同的晶体结构，但含有一种碱金属，如铯，而不是有机分子。这使得它们比混合钙钛矿更加稳定，但通常需要在非常高的温度下(几百摄氏度)进行额外的生产。由于这个原因，无机钙钛矿半导体到目前为止很难集成到薄膜太阳能电池，不能承受高温。由Thomas Unold博士领导的一个团队已经成功地在中等温度下生产出无机钙钛矿半导体，这样它们将来也可以用于薄膜细胞。
通过碘化铯和碘化铅的共蒸发，即使在中等温度下也能生成薄层CsPbI3，铯的过量导致钙钛矿相稳定。图片：J. Marquez-Prieto/HZB
物理学家们设计了一个创新实验，在这个实验中，他们在一个样品中合成并分析了多种材料的组合。利用铯碘化物和铅碘化物的共蒸发，产生了薄层CsPbI3，系统地改变了这些元素的数量，而基质温度低于60摄氏度。像这样的组合研究方法允许我们为新材料系统找到最佳生产参数，比传统方法快得多，传统方法通常需要为100种不同的成分生产100个样品。通过在合成过程中的仔细分析以及随后对光电性能的测量，他们能够确定薄膜的组成如何影响材料性能。
测量结果表明，这种材料的结构和重要的光电性能对铯与铅的比例非常敏感。因此，过量铯促进稳定的钙钛矿相具有良好流动性和载流子的寿命。在与Steve Albrecht教授的HZB Young research Group的合作下，这些优化的CsPbI3层被用于演示钙钛矿太阳能电池，初始效率超过12%，在超过1200小时内性能稳定接近11%。研究已经证明，如果无机钙钛矿吸收剂能够得到充分的制造，它们也可能适用于薄膜太阳能电池，相信还有很大的改进空间。
