因此，進一步提高轉換效率成為第三代太陽能電池發展的關鍵。
近幾年，鈣鈦礦太陽能電池的研究不斷刷新了光電轉化效率的紀錄，目前已經超過22%了。
雖然現在每年光伏產業產能的90%以上都來自晶硅電池，但是由于鈣鈦礦太陽能電池的優良特性眾多，越來越多的人對它青睞有加，源源不斷的人力、物力都投入到了相關研究當中，鈣鈦礦太陽能電池巨大的魅力也逐漸展現在了人們面前。
有趣的是，鈣鈦礦太陽能電池中并沒有鈣元素，也沒有鈦元素。
其實，它得名于其中的吸光層材料：一種鈣鈦礦型物質。
鈣鈦礦是以俄羅斯礦物學家Perovski的名字命名的，最初單指鈦酸鈣（CaTiO3）這種礦物，后來把結構與之類似的晶體統稱為鈣鈦礦物質。
鈣鈦礦太陽能電池中常用的光吸收層物質是甲氨鉛碘（CH3NH3PbI3），由于CH3NH3PbI3這種材料中既含有無機的成分，又含有有機分子基團，所以人們也將這類太陽能電池稱作雜化鈣鈦礦太陽能電池。
圖3 鈣鈦礦物質的原子結構
（a）鈦酸鈣（GaTiO3）晶體的原子結構；（b）鈣鈦礦太陽能中吸光層物質甲氨鉛碘（CH3NH3PbI3）晶體的原子結構。
光電轉換效率高
想要了解鈣鈦礦太陽能電池具有高效性能、備受人們青睞的秘密所在，我們就不得不說說它的光吸收與能量轉化的原理了。
圖4 激子生成示意圖
這一奇妙的過程大致如下：
太陽光入射到電池吸收層后隨即被吸收，光子的能量將原來束縛在原子核周圍的電子激發，使其形成自由電子。
由于物質整體上必須保持電中性，電子被激發后就會同時產生一個額外的帶正電的對應物，物理學上將其叫做空穴。這樣的一個“電子--空穴對”就是科學家們常說的“激子”。
圖5 鈣鈦礦太陽能電池的構造與運行機理示意圖
激子被分離成電子與空穴后，分別流向電池的陰極和陽極。
帶負電的自由電子經過電子傳輸層到玻璃基底，然后經外電路到達金屬電極。帶正電的空穴擴散到空穴傳輸層，最終也到達金屬電極。在此處，空穴與電子復合，電流形成一個回路，完成電能的運輸。
鈣鈦礦太陽能電池把光吸收過程與電流運輸過程分離，一種介質只負責運輸一種電荷，避免了硅基、薄膜太陽能電池中載流子復合率高、載流子壽命短的缺點，所以鈣鈦礦太陽能電池具有高效的光電轉換效率。
將鈣鈦礦作為光吸收材料，不僅可以大大減小所需的材料厚度，同時還能保持較好的光吸收能力。
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