鈣鈦礦太陽能電池（PSC）是一種類型的太陽能電池，其包括鈣鈦礦結構的化合物，最常用的是雜化有機-無機鉛或錫鹵化物類材料，作為捕光有源層。鈣鈦礦材料，如甲基銨鹵化鉛和全無機鹵化銫銫，生產便宜且易于制造。

使用這些材料的設備的太陽能電池效率從2009年的3.8％提高到2020年的25.5％，在單結架構中，在硅基串聯電池中達到29.1％，超過了單結硅太陽能電池實現的xxx效率。因此，鈣鈦礦太陽能電池是目前發展最快的太陽能技術。鈣鈦礦型太陽能電池具有實現更高效率和極低生產成本的潛力，已成為商業上的吸引力。

金屬鹵化物鈣鈦礦具有獨特的功能，使其可用于太陽能電池。所使用的原材料以及可能的制造方法（例如各種印刷技術）都是低成本的。它們的高吸收系數使大約500 nm的超薄薄膜能夠吸收完整的可見太陽光譜。這些特征的結合導致創造低成本、高效率、薄型、輕量和柔性太陽能模塊的可能性。鈣鈦礦太陽能電池已用于為低功耗無線電子設備供電，用于環境供電的物聯網應用。

鈣鈦礦太陽能電池的名稱源自吸收劑材料的ABX?₃?晶體結構，被稱為鈣鈦礦結構，其中A和B為陽離子，X為陰離子。發現半徑在1.60?和2.50?之間的陽離子形成鈣鈦礦結構。最常研究的鈣鈦礦吸收劑是甲基銨三鹵化鉛（CH?₃?NH?₃?PbX?₃，其中X是鹵素離子，例如碘離子、溴離子或氯離子），具有光學帶隙介于?1.55和2.3 eV之間，具體取決于鹵化物含量。甲ami三鹵化鉛（H?₂?NCHNH?₂?PbX?₃）也顯示出希望，帶隙在1.48和2.2 eV之間。最小帶隙比甲基銨三鹵化鉛更接近單結電池的最佳帶隙，因此它應具有更高的效率。鈣鈦礦在固態太陽能電池中的首次使用是在使用CsSnI?₃作為p型空穴傳輸層和吸收劑的染料敏化電池中。普遍關注的是將鉛作為鈣鈦礦材料的組成部分；基于錫基鈣鈦礦吸收劑的太陽能電池據報道，NH ₃?SnI?₃具有較低的功率轉換效率。

多結太陽能電池能夠實現更高的功率轉換效率（PCE），將閾值提高到超出單結電池的Shockley-Queissier極限所設定的熱力學xxx值。通過在單個電池中具有多個帶隙，它可以防止損耗。在單結太陽能電池的帶隙能之上或之下的光子。在串聯（雙）結太陽能電池中，已記錄到31.1％的PCE，三結增加到37.9％，四結太陽電池增加到38.8％，令人印象深刻。但是，金屬有機化學氣相沉積合成具有多個結的晶格匹配和晶體太陽能電池所需的（MOCVD）工藝非常昂貴，這使其無法廣泛應用。

鈣鈦礦半導體提供的選擇有可能與多結太陽能電池的效率相媲美，但可以在更常見的條件下以xxx降低的成本進行合成。與上述的雙，三和四結太陽能電池相比，全鈣鈦礦串聯電池的xxxPCE為31.9％，全鈣鈦礦三結電池達到33.1％，鈣鈦礦-Si三結電池達到效率為35.3％。這些多結鈣鈦礦太陽能電池除了可用于具有成本效益的合成外，還可以在各種極端氣候條件下保持較高的PCE，從而使其在全球范圍內均可使用。

如果正確使用有機手性配體，則有望提高鹵化物鈣鈦礦太陽能電池的xxx功率轉換效率。無機半導體中的手性可以通過晶格表面附近的對映異構體變形，底物與手性配體之間的電子耦合，組裝為手性二級結構或手性表面缺陷來產生。通過將手性苯乙胺配體連接到非手性溴化鈣鈦礦鉛納米片上，形成手性無機-有機鈣鈦礦。通過圓二色譜（CD）光譜檢查無機有機鈣鈦礦，發現了兩個區域。一個代表電荷轉移在配體和納米片之間（300-350nm），另一個代表鈣鈦礦的激子吸收xxx值。這些系統中電荷轉移的證據表明有望增加鈣鈦礦太陽能電池的功率轉換效率。

鈣鈦礦太陽能電池（PSC）的一大挑戰是短期和長期穩定性。PSC的不穩定性主要與環境影響（水分和氧氣）有關，基于甲基銨的鈣鈦礦的熱應力和固有穩定性，在施加電壓下加熱，光影響（紫外線）和機械脆性。已經進行了一些關于PSC穩定性的研究，并且已經證明某些元素對PSC的穩定性很重要。但是，沒有用于PSC的標準“操作”穩定性協議。但是最近提出了一種量化雜化鹵化物鈣鈦礦固有化學穩定性的方法。

吸收劑材料的有機成分的水溶性使設備極易在潮濕環境中迅速降解。可以通過在制造步驟中優化組成材料、電池的結構、界面和環境條件來減少由水分引起的降解。用碳納米管和惰性聚合物基體的復合材料包裹鈣鈦礦吸收劑可以防止材料在高溫下被潮濕空氣立即降解。然而，尚未證明鈣鈦礦太陽能電池的長期研究和全面的封裝技術。帶有介孔TiO的設備₂層與所述鈣鈦礦吸收敏化，也都是UV?-unstable，由于在TiO內部光生空穴之間的相互作用₂和氧自由基的TiO的表面上₂。

在室溫下在CH?₃?NH?₃?PbI?_3中測得的0.5 W /（Km）的超低導熱系數可以防止沉積的光快速傳播，并使電池對熱應力具有抵抗力，從而縮短其使用壽命。鈣鈦礦薄膜中的PbI?₂殘留物已通過實驗證明對裝置的長期穩定性具有負面影響。據稱可以通過用金屬氧化物層代替有機傳輸層來解決穩定問題，從而使電池在60天后保持90％的容量。此外，可以通過使用多功能氟化光敏聚合物涂料解決兩個不穩定性問題，該涂料在設備的正面具有發光和易于清潔的功能，同時在背面接觸側形成了對環境水分的強疏水性屏障。前涂層可以通過將整個入射太陽光譜的紫外線轉換成可見光來防止整個入射太陽光譜的紫外線與PSC電池堆發生負作用，而后層可以防止水滲透到太陽能電池堆中。在實驗室進行的180天老化測試和超過3個月的實際室外條件測試中，所得器件在電源轉換效率方面表現出出色的穩定性。

2015年7月，主要障礙是xxx的鈣鈦礦太陽能電池只有指甲大小，并且在潮濕環境中會迅速降解。然而，EPFL的研究人員于2017年6月發表了一項研究，成功地證明了大型鈣鈦礦太陽能電池組件在一年內未觀察到退化（短路情況）。現在，研究團隊與其他組織一起旨在開發一種可完全印刷的鈣鈦礦太陽能電池，其效率達到22％，老化測試后的性能達到90％。

2019年初，迄今為止報告的最長的穩定性測試顯示，在至少1個太陽光照射下，基于氙氣燈的太陽模擬器在沒有紫外線過濾的情況下，在xxx功率點跟蹤（MPPT）的條件下，至少連續運行4000小時，就可以穩定輸出功率。值得注意的是，在穩定性測試中使用的光收集器是經典的基于甲基銨（MA）的鈣鈦礦MAPbI?₃，但是器件的構建沒有有機基的選擇性層，也沒有金屬背接觸。在這些條件下，僅熱應力是造成封裝器件工作穩定性下降的主要因素。

鈣鈦礦材料的固有脆性要求外在增強以保護該關鍵層免受機械應力。將機械增強支架直接插入鈣鈦礦太陽能電池的活性層中導致形成的復合太陽能電池的抗斷裂性提高了30倍，從而將鈣鈦礦太陽能電池的斷裂特性重新定位到與常規c-Si，CIGS相同的區域中和CdTe太陽能電池。