隨著社會(huì)的進(jìn)步，科技的發(fā)展，人們對(duì)能源的需求越來(lái)越大，而現(xiàn)有的能源有限，需要人們不斷發(fā)展新能源，而太陽(yáng)能就是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，人們開(kāi)始大力發(fā)展太陽(yáng)能發(fā)電。

鈣鈦礦可以作為一種光伏電池材料最初是在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)的。2000年代中期，當(dāng)時(shí)雖然將它用作太陽(yáng)能電池的研究并不成功，但鈣鈦礦化合物相當(dāng)強(qiáng)的光反應(yīng)能力就此挖掘。近10年來(lái)，采用大約30cmx 30cm的面積，學(xué)術(shù)界、國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和光伏企業(yè)在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中的鈣鈦礦效率從2%提高到29%，。對(duì)比回顧其他太陽(yáng)能電池技術(shù)發(fā)展史，不得不說(shuō)這是一個(gè)驚人的進(jìn)步，要知道，其他電池技術(shù)普遍花費(fèi)了40多年時(shí)間才達(dá)到實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的效率。

鈣鈦礦太陽(yáng)能光伏電池是使用與鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)相似的半導(dǎo)體材料作為吸光材料的第三代薄膜太陽(yáng)能光伏電池，具有光電轉(zhuǎn)換效率高、可柔性制備、低成本等突出優(yōu)勢(shì)，具有廣闊的應(yīng)用前景，有望引發(fā)相關(guān)領(lǐng)域的能源革命。鈣鈦礦是下一代太陽(yáng)能技術(shù)最有前途的材料之一，其效率在數(shù)十年間從3.8%一路飆漲至現(xiàn)在的25.5%。鈣鈦礦太陽(yáng)能電池生產(chǎn)成本低廉，而且具有柔性的潛力，增加了它們的多功能性。

第一代太陽(yáng)能光伏電池主要是單晶硅和多晶硅太陽(yáng)能電池。經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的不斷發(fā)展，晶體硅太陽(yáng)能電池的制備工藝已經(jīng)非常成熟。單晶硅和多晶硅太陽(yáng)能電池的實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)換效率分別達(dá)到25.6%和20.8%，接近理論極限水平。憑借更成熟的技術(shù)和更高的光電轉(zhuǎn)換效率，晶體硅太陽(yáng)能電池占據(jù)了光伏市場(chǎng)絕對(duì)市場(chǎng)份額的89%。但是，由于硅基太陽(yáng)能電池的高效率依賴(lài)于高純度硅材料，因此它們的制造成本相對(duì)較高。

光引起的組件退化和環(huán)境穩(wěn)定性是反對(duì)聲音不斷引用的方面。在早期，鈣鈦礦電池的穩(wěn)定性是一個(gè)大問(wèn)題。但是，就像組件效率得到了快速提高一樣，穩(wěn)定性也得到了迅速提高。

第二代太陽(yáng)能光伏電池主要是非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池和晶體硅薄膜太陽(yáng)能電池。其中，非晶硅砷化鎵太陽(yáng)能電池目前的效率可以達(dá)到約30%，但價(jià)格昂貴，總體性?xún)r(jià)比不高。因此，它們主要用于對(duì)高性能有要求的航天器領(lǐng)域。晶體硅薄膜太陽(yáng)能電池是通過(guò)化學(xué)氣相沉積或等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積制備的，但是基于硅的太陽(yáng)能電池需要使用高純度的硅材料，這使得光伏成本相對(duì)較高。非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池需要使用稀土元素，并且在制備過(guò)程中嚴(yán)重的環(huán)境污染使其難以進(jìn)一步推廣。

具體地，在功能性太陽(yáng)能裝置中，鈣鈦礦層位于中心，夾在兩個(gè)傳輸層和兩個(gè)電極之間。活性鈣鈦礦層吸收陽(yáng)光時(shí)，會(huì)產(chǎn)生電荷載流子，然后電荷流過(guò)傳輸層到達(dá)電極并產(chǎn)生電流。然而，鈣鈦礦層中的針孔和單個(gè)鈣鈦礦顆粒之間的邊界處的缺陷會(huì)干擾載流子從鈣鈦礦層到輸送層的流動(dòng)，從而降低了效率。在這些缺陷處，濕氣和氧氣也將開(kāi)始使鈣鈦礦層降解，從而縮短器件的壽命。

第三代太陽(yáng)能光伏電池主要是鈣鈦礦太陽(yáng)能電池，量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池，有機(jī)光伏電池和其他新概念光伏電池。其中，基于染料敏化太陽(yáng)能電池開(kāi)發(fā)的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池由于其較高的光電轉(zhuǎn)換效率，較低的制造成本和靈活的結(jié)構(gòu)，已成為最有前途的第三代太陽(yáng)能電池。

目前，大多數(shù)太陽(yáng)能電池僅具有鈣鈦礦膜，其厚度為500納米。盡管從理論上講，薄膜越薄，薄膜的效率越高，因?yàn)檩d流子到達(dá)上層和下層傳輸層的距離更短。但是，當(dāng)制造更大的模塊時(shí)，研究人員發(fā)現(xiàn)該膜通常會(huì)產(chǎn)生更多的缺陷和針孔。因此，研究人員添加了氯化銨以增加碘化鉛的溶解度(碘化鉛是用于形成鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的前體材料之一)。這也使碘化鉛更均勻地溶解在有機(jī)溶劑中，從而形成具有更大顆粒和更少缺陷的更均勻的鈣鈦礦膜。隨后，從鈣鈦礦溶液中除去氨，從而降低了鈣鈦礦膜中的雜質(zhì)含量。

目前太陽(yáng)能還未能更好被人類(lèi)利用，需要科研人員不斷努力，研究出更高效地產(chǎn)品，這樣才能保證我們?nèi)祟?lèi)的能源夠人類(lèi)發(fā)展所需。