因此，进一步提高转换效率成为第三代太阳能电池发展的关键。
近几年，钙钛矿太阳能电池的研究不断刷新了光电转化效率的纪录，目前已经超过22%了。
虽然现在每年光伏产业产能的90%以上都来自晶硅电池，但是由于钙钛矿太阳能电池的优良特性众多，越来越多的人对它青睐有加，源源不断的人力、物力都投入到了相关研究当中，钙钛矿太阳能电池巨大的魅力也逐渐展现在了人们面前。
有趣的是，钙钛矿太阳能电池中并没有钙元素，也没有钛元素。
其实，它得名于其中的吸光层材料：一种钙钛矿型物质。
钙钛矿是以俄罗斯矿物学家Perovski的名字命名的，最初单指钛酸钙（CaTiO3）这种矿物，后来把结构与之类似的晶体统称为钙钛矿物质。
钙钛矿太阳能电池中常用的光吸收层物质是甲氨铅碘（CH3NH3PbI3），由于CH3NH3PbI3这种材料中既含有无机的成分，又含有有机分子基团，所以人们也将这类太阳能电池称作杂化钙钛矿太阳能电池。
图3 钙钛矿物质的原子结构
（a）钛酸钙（GaTiO3）晶体的原子结构；（b）钙钛矿太阳能中吸光层物质甲氨铅碘（CH3NH3PbI3）晶体的原子结构。
光电转换效率高
想要了解钙钛矿太阳能电池具有高效性能、备受人们青睐的秘密所在，我们就不得不说说它的光吸收与能量转化的原理了。
图4 激子生成示意图
这一奇妙的过程大致如下：
太阳光入射到电池吸收层后随即被吸收，光子的能量将原来束缚在原子核周围的电子激发，使其形成自由电子。
由于物质整体上必须保持电中性，电子被激发后就会同时产生一个额外的带正电的对应物，物理学上将其叫做空穴。这样的一个“电子--空穴对”就是科学家们常说的“激子”。
图5 钙钛矿太阳能电池的构造与运行机理示意图
激子被分离成电子与空穴后，分别流向电池的阴极和阳极。
带负电的自由电子经过电子传输层到玻璃基底，然后经外电路到达金属电极。带正电的空穴扩散到空穴传输层，最终也到达金属电极。在此处，空穴与电子复合，电流形成一个回路，完成电能的运输。
钙钛矿太阳能电池把光吸收过程与电流运输过程分离，一种介质只负责运输一种电荷，避免了硅基、薄膜太阳能电池中载流子复合率高、载流子寿命短的缺点，所以钙钛矿太阳能电池具有高效的光电转换效率。
将钙钛矿作为光吸收材料，不仅可以大大减小所需的材料厚度，同时还能保持较好的光吸收能力。
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