近年来各国太阳光电科学家纷纷投入钙钛矿电池研究，希望可让钙钛矿电池成为下一代太阳能技术，而为加速钙钛矿进展，目前美国科学家正利用 X 光来透视钙钛矿电池材料构成，进一步最佳化制造过程。
钙钛矿太阳能电池其实不含钙与钛，是个具有钙钛矿结构的金属卤化物半导体构成，拥有可挠式、重量轻、成本低且原料丰富等优点，虽然目前该技术稳定性与耐用性不足、尚未达到商业化，但钙钛矿电池技术日新月异，光电转换效率已从 2009 年的 3.8% 提升到如今的 22.7%，短短 9 年内增加 6 倍，有望在未来 10~20 年内大大改变太阳能市场。
不过让技术跨越商业化门槛并不是一件容易的事情，各家厂商的钙钛矿材料基本上都差不多，要如何改变原始材料性质、提升材料稳定性就是个大难题，因此史丹佛大学与史丹佛同步辐射光源部门（SSRL）想透过极亮的 X 光来透视材料结构的化学性质变化。
目前团队正在研究制程添加氯气的钙钛矿电池。其中氯气是种具强烈刺激性气味的有毒气体，但它在钙钛矿制程中可摇身一变成提升性能的助手，且过去研究也指出，氯气加工后就会消失，电池完全不会产生有毒物质。
研究试图找出该种钙钛矿的“化学构成”（formation chemistry），逐一理解钙钛矿材料的形成过程以及每个阶段的演变，这样一来就可以创造出所需特性的材料。就好比现在的钙钛矿薄膜有多种沉积方法，这些方式都会让薄膜厚度、结构、晶粒大小与结晶质不一样。
目前大多研究都是透过尝试错误法来实验，仅些微改动过程、微调电池性能或电压，实验效率基本都不高。
因此团队利用 X 光散射技术（ X-ray scattering）与 X 光能谱分析仪（X-ray spectroscopy）来加速实验进度。X 光散射技术可用来研究结构、观察原子的位置，X 光能谱分析仪则是一种互补技术，可提供薄膜的化学性质、有哪些化学元素在材料内以及它们的键结方式。
X 光技术可让团队观察晶体结构的转换过程、氯含量变化与化学状态，进一步最佳化制造过程。
为了让钙钛矿成功抵达商业化，研究也正在思考如何开发大规模制程，最终让每个人都可以拥有自己的太阳能系统，且由于钙钛矿为近十年来成长幅度最大的半导体之一，研究同时也在寻找钙钛矿还有哪些应用，希望能扩大钙钛矿的应用范围，再次降低成本。目前研究已发表在《Nature Communications》。
- Shining X-ray light on perovskites for better solar cells
（本文由 EnergyTrend 授权转载；首图来源：Flickr/Takver CC BY 2.0）
