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钙钛矿是一种具有很强光-电转换效率的材料结构，应用广泛关注度高。
钙钛矿（分子通式为ABX3的一类晶体材料），最早是1839年德国科学家GustavRose发现了元素组成为CaTiO3矿物，后来人们将具有这种晶体结构的物质统称为钙钛矿。在钙钛矿八面体结构中，A是较大的阳离子，B是较小的阳离子，X是阴离子，每个A离子被B和X离子一起构成的八面体所包围。钙钛矿材料由于其光吸收系数高、载流子迁移率大、合成方法简单等优点，被认为是下一代最具前景的光电材料之一。
光伏领域是钙钛矿结构材料的主要应用领域之一。钙钛矿结构可设计性强，具有非常好的光伏性能，是光伏近年来的热门研究方向。在钙钛矿的 ABX3 结构中，A 是阳离子，如有机阳离子甲胺 CH3NH3+(MA+)、甲脒 NH2CH=NH2+（FA+）、金属阳离子铯 Cs+、铷Rb+等；B 一般是二价金属阳离子，如铅离子 Pb2+、锡离子 Sn2+；X 一般是卤素阴离子，常为氯离子 Cl-、溴离子 Br-、碘离子 I-等。
2022上半年以来，国内频出钙钛矿产业的积极信号，宁德、腾讯等汽车及互联网行业的头部机构入股钙钛矿项目，钙钛矿-晶硅叠层效率也突破了31%，证实其叠层效率远超晶硅电池的优势。在TOPCon、HJT、XBC等电池技术争相扩大产能的产业环境下，多个钙钛矿的大尺寸中试线项目落地，见证其从2009年提出概念，到13年后厂商跃跃欲试的快速发展阶段，同时2022/7纤纳光电出货全球首款钙钛矿商用组件，也标志着钙钛矿组件商业化探路的开端。
自 2009 年提出技术至今，钙钛矿单结电池的实验室效率从 3.8%提升到 25.8%，13 年间平均每年提升 1.69%，而 2018-2022年则平均每年提升 0.5%。相比 PERC、TOPCon、IBC 等技术在 90 年代已经实现 20%以上的实验室转换效率，钙钛矿发展速度极快。据德国 ISHF 实验室数据，PERC 电池理想条件下极限效率为 24.5%，单面 TOPCon 工艺的理论效率在 24.9%-27%之间，双面 TOPCon 工艺达 28.7%，HJT 工艺的理论机械转换效率是 27.5%，晶硅电池理论极限效率为 29.43%，而作为薄膜电池的钙钛矿光伏组件的单结理论效率为 31%，远超晶硅电池，是未来钙钛矿-晶硅叠层电池转换效率达到 50%以上的重要推力。
钙钛矿太阳能电池（PSCs）是利用钙钛矿结构材料作为吸光材料的太阳能电池，属于第三代太阳能电池。PSCs 按照结构可分为介孔型和平面型。在介孔结构的钙钛矿电池中，钙钛矿材料作为光敏化剂覆盖在多孔 TiO2 上，采用正置异质结结构；在平面结构的钙钛矿电池中，钙钛矿既是光吸收层，又是电子和空穴传输层，较介孔型结构不需要多孔金属氧化物股价，从而简化制备工艺。平面型钙钛矿太阳能电池分为正置和倒置。
特点一：转换效率领先优势获实验室证实，钙钛矿吸光层为提效的核心钙钛矿型材料特点
1、于合成，稳定的钙钛矿相决定电池稳定性。
2、光电特性优秀，带隙可调决定吸收更宽的光谱。
特点二：一体化工厂降低生产成本，钙钛矿材料具备成本优势
特点三：轻薄且适应柔性基底，下游应用场景丰富
LED 领域是钙钛矿结构材料的另一重要应用领域，是下一代照明或显示器 LED 的重要发展路径。以卤素钙钛矿材料作为有源区的钙钛矿发光二极管（PeLEDs）近年来发展迅速。在典型的 PeLEDs“三明治”结构中，钙钛矿层位于 n 型电子传输层（ETL）与p 型空穴传输层（HTL）之间。首支室温 PeLEDs 于 2014 年问世，凭借发光光谱窄、色域广、制备成本低、效率高等优点被作为下一代显示和照明潜在应用技术之一，但由于高品质钙钛矿薄膜重复制备难度大、光输出耦合效率低、铅污染等问题仍待解决，目前距离商业化应用尚有一定的距离。
特点四：钙钛矿多结叠层效率可达晶硅电池的2倍，叠层技术取决于界面复合层
钙钛矿-晶硅叠层电池研发效率已突破 31.3%。钙钛矿带隙宽度可调，可制备高效叠层电池，相比于单个 PN 结的钙钛矿太阳能组件，多结的 PSCs 光谱吸收效果更好、效率更高，但成本也更高。钙钛矿可制备 2 结、3 结及以上的叠层电池，钙钛矿 2 结叠层电池理论转换效率达 35%，而 3 结叠层效率可达 45%以上，如果掺杂新型材料，甚至能达 50%，约为目前晶硅材料的 2 倍。
面临挑战：大面积组件的制备难度、稳定性不足、降低材料的毒性
相比晶硅电池，钙钛矿组件缺陷实际影响程度有限，同时为实现产业化，学术界和产业界针对缺陷不断研究改良方法，已有一定成果：
1、大面积制备的难度：发展狭缝涂布等多种制备新工艺。
2、不稳定性：尝试兼容更多种材料，封装为核心改良环节，稳定性已逐步增强。
3、含毒性：无铅化为钙钛矿材料研究的重要方向。
