紐約大學（NYU）的研究人員利用二氧化碳（CO2）摻雜技術制備了鈣鈦礦太陽能電池，而不是更常用的氧摻雜。

科學家們將基于氧的普通p型摻雜工藝描述為使鈣鈦礦更接近商業化生產的關鍵障礙之一，因為該技術特別耗時，通常需要至少幾個小時才能將氧氣擴散到鈣鈦礦電池的空穴傳輸層中。

但是工藝可提高電池層間的導電性，包括將基于螺甲醚的空穴傳輸層（HTL）與鋰-雙（三氟甲烷）磺酰亞胺（LiTFSI）薄膜混合暴露于空氣和光中。螺環是鈣鈦礦型太陽能電池中最常用的空穴傳輸材料，而LiTFSI是一種親水性鋰鹽，被廣泛用作p-螺氧甲胺的摻雜劑。

研究人員指出，這種技術的實施，除了依賴于環境條件外，還可能導致剩余的未反應的反應物或有害的副產品在該層本身。

二氧化碳起泡

通過他們的新方法，研究小組通過在紫外光下將螺甲醚：LiTFSI溶液與CO2鼓泡一分鐘來預摻雜螺甲醚分子。將CO2鼓泡的螺氧甲醚：LiTFSI薄膜作為HTL加入到電池中，并將電池性能與使用O2處理的螺氧甲醚：LiTFSI薄膜的類似太陽能電池進行了比較。

后者的效率為17.3%，開路電壓為1.14v，短路電流密度為20.9mac2，填充因子為0.74。前者的效率為19.1%，開路電壓為1.14v，短路電流密度為21.2mac2，填充因子為0.79。

根據科學家們的研究，二氧化碳氣泡的螺旋體：LiTFSI的電導率也比氧氣氣泡的螺旋體：LiTFSI高出5倍左右。”經過二氧化碳處理的薄膜還產生了穩定、高效的鈣鈦礦型太陽能電池，而無需任何后處理。”他們進一步指出，經過氧氣處理的電池需要經過后處理暴露在空氣中，才能看到其效率略有提高。

“除了縮短器件制造和加工時間外，在鈣鈦礦型太陽能電池中應用預摻雜的螺氧甲胺還使電池更加穩定。這在一定程度上是因為spiro-OMeTAD:LiTFSI溶液中的大多數有害鋰離子在二氧化碳鼓泡過程中穩定為碳酸鋰。”紐約大學的研究人員JaeminKong解釋道。

最近發表在《自然》雜志上的論文《鈣鈦礦型太陽能電池有機夾層的二氧化碳摻雜》中描述了這項新技術，該技術還聲稱能夠隔離用于其實現的二氧化碳。研究小組包括來自三星、耶魯大學、韓國化學研究所、城市大學研究生中心、旺旺大學和光州科學技術研究所的研究人員。