当涉及两个以上变量时，优化太阳能电池优化可能会变得复杂。由于变量之间的潜在相互作用，天真的方法是穷尽地探索每一种可能的组合，这项任务随着变量数量的增加呈指数级增长，很快就成为家庭实验者不可能完成的任务。一种更简单的方法是将大型项目分解为组件，每个组件都有一个可以独立优化的主要功能。一旦确定了该函数，任务就简化为一系列单变量优化。在我的太阳能电池设计中，我首先确定了每一层的主要功能，不包括先前开发的导电膏状触点。
从导电的锡氧化层开始，我开始探索我在上一篇文章中停止的地方。在1-2%的范围内使用锑作为掺杂剂的进一步测试产生了非常不稳定的结果，只是偶尔生产出足够高质量的太阳能电池导电玻璃。我相信这可能是因为锡和氯化锑的挥发性不同，使得成功沉积对温度有很高的依赖性。出于这个原因，我重新使用氟作为掺杂剂，使用我之前的方法。最终，我决定使用0.40M氯化亚锡和0.10M氟化二铵的蒸馏水溶液，这种溶液在大约500摄氏度的温度下喷涂在窗户玻璃上时，可以可靠地产生高度透明的导电涂层。根据最初的文章，我发现15毫升的这种溶液对大小为3英寸乘3英寸的玻璃来说是足够的。
转到氧化锌半导体层，我发现去除之前使用的硼掺杂剂效果不大。此外，多篇研究论文表明，在ZnO/Cu2O太阳电池中加入较大比例的镁可以使ZnO/Cu2O太阳电池的禁带宽度变宽，从而提高电池的开路电压。通过实验，我发现含有0.40M醋酸锌和0.04M醋酸镁的溶液在大约2%的乙酸中产生的电池电压最高。只需要少量的这种溶液，大约需要5ml就可以形成合适的涂层。
到目前为止，铜氧化层需要的时间投资最大。在电镀溶液中掺入各种杂质的尝试普遍遭到失败，要么没有效果，要么毁了电镀液。然而，在这次实验中，我发现了一种独特的溶液制备程序，它可以在不使用外部掺杂剂的情况下生成高度透明和中等导电性的氧化铜层。
我没有像以前那样使用预制的乳酸钠，而是从LotionCrafter购买的50毫升水和25毫升90%乳酸开始。为此，我加入了10克硫酸铜，它在搅拌和温和加热的情况下非常缓慢地溶解。一旦它完全溶解，然后我把温度提高到80摄氏度，让溶液在四个小时的过程中蒸发到40毫升。最后，在搅拌时滴加6M氢氧化钠溶液，慢慢调节pH值至10，然后用蒸馏水调节体积至100ml。上面的图片记录了这个过程。有趣的是，这种溶液是不言而喻的；在中性pH时，它会变成深蓝黑色，当pH达到10时，它会变得略微紫色和透明。
这一过程的结果是电镀液在室温下略有粘性，以至于pH纸在打破表面之前会在液体中形成压痕。我相信这是因为蒸发过程，当硫酸铜溶解，铜被乳酸络合时，会形成游离的硫酸盐(硫酸)，这是一种已知的乳酸聚合催化剂。我的理论是短链聚乳酸是在溶液中形成的，它是一种比乳酸单体更好的络合剂。不幸的是，我无法证实这一点。无论如何，在应用中，这种粘性镀液有两个有趣的特性。首先，它非常稳定，可以煮或冷冻，没有明显的降解。其次，在70-80摄氏度的温度和大约1-3 mA/cm的电流密度下，它将沉积一层基本上没有雾气的透明氧化铜，类似于红色彩色玻璃。这种类型的层没有针孔，并且可以在几乎没有开路电压损失的情况下硫化。当我能够可靠地生产这种材料时，我认为这一层已经完成了。
最后，硫化铜层的优化是完全直截了当的。将由前三层组成的电池浸泡在硫化钠的稀溶液中会产生一层薄薄的硫化铜导电层，该溶液的浓度被限制在大约0.001M。超过该值会产生不规则的硫化物层，
作为我的导电玻璃的延伸，这种制造太阳能电池的方法同样简单，一般的家庭实验者都可以完成，而且不需要机床或其他昂贵的设备。以这种方式生产的电池可以用作电源或光传感器，并且机械性能足够坚固，可以很容易地集成到其他设备中。在我开始这个项目刚一年多的时候，我现在认为它已经完成了。希望其他人能够复制和改进我在这里的工作，并将太阳能进一步带入业余实验领域。不过现在，我将继续制作更简单的东西。
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