钙钛矿太阳能电池不仅转换效率有明显优势，制作工艺也相对简单。实验室中常采用液相沉积、气相沉积工艺，以及液相/气相混合沉积工艺制作。因此，更便宜、更容易制造的钙钛矿太阳能电池，很有可能改变整个太阳能电池的格局。今后，它的发电成本甚至有可能会比火力发电还低。
 

 

 

　　（1）CH3NH3PbI3类型的钙钛矿材料是直接带隙材料，这意味着钙钛矿具有很强的吸光能力。晶体硅是间接带隙材料，硅片必须达到150微米以上才能实现对入射光的饱和吸收。而钙钛矿仅需0.2微米就能实现饱和吸收，与硅的厚度相差近千倍，因此钙钛矿太阳能电池对活性材料的消耗远远小于晶体硅太阳能电池。

 

　　（2）钙钛矿材料具有很高的载流子迁移率。载流子迁移率反映的是光照下在材料中产生的正负电荷的移动速度，较高的迁移率意味着光照产生的电荷可以以更快的速度移动到电极上。

 

　　（3）钙钛矿材料的载流子迁移率近乎完全平衡，也就是说钙钛矿材料中电子和空穴的迁移率基本相同。作为对比，晶体硅的载流子迁移率就是不平衡的，它的电子迁移率远远大于空穴迁移率，其结果就是当入射光的光强高到一定程度时，电流的输出就会饱和，从而限制了硅太阳能电池在高光强下的光电转化效率。

 

　　（4）钙钛矿晶体中的载流子复合几乎完全是辐射型复合。这是钙钛矿材料的一个极其重要的优点。当钙钛矿中的电子和空穴发生复合时，会释放出一个新的光子，而这个光子又会被附近的钙钛矿晶体重新吸收。因此，钙钛矿对入射的光子有极高的利用效率，而且在光照下发热量很低。晶体硅中的载流子复合则几乎完全是非辐射复合，也就是说当晶体硅中的电子和空穴发生复合，它们所携带的能量就会转化成热，不可能被重新利用。正因为如此，钙钛矿的光电转化效率理论上限显著高于硅材料。目前单晶硅太阳能电池的最高效率为25.6%，这个效率纪录已经保持了多年，未来也不太可能有大的突破。钙钛矿的辐射型复合特性则使其完全有潜力达到和砷化镓太阳能电池一样高的效率水平，达到甚至突破29%。

 

　　（5）钙钛矿材料可溶解。这样钙钛矿材料就可以配制成溶液，像涂料一样涂布在玻璃基板上。对于高效率太阳能电池来说，钙钛矿的溶解性是一个前所未有的优势，在效率超过20%的电池材料中只有钙钛矿是可溶的。几年前Nanosolar曾经用涂布法生产过CIGS太阳能电池，但CIGS材料并不可溶，他们是将CIGS粉末颗粒分散到液体中，所以这样的涂布方法并不能促进晶体的生长。而真正可溶的钙钛矿材料，通过涂布法成膜并从溶液中析出的过程就是一个自发结晶的过程，这对于高性能太阳能电池的制作是一个巨大的便利。

 

 

　　然而，钙钛矿太阳能电池一直未能普及化，是因为该类物料相当不稳定。于2013年由国际学术团队所进行的稳定性测试中，钙钛矿太阳能电池经过200及500小时的使用后，其效能大幅下跌了约20至50%。因此，钙钛矿太阳能电池的长期稳定性必须大幅提升，才能获广泛应用。

 

　　中大钙钛矿太阳能电池研究团队许建斌教授，严克友教授，及其博士研究生龙明珠、张天恺等系统化地研究了钙钛矿的形成、降解和恢复原理，并在此基础上提出了NABR。钙钛矿薄膜是离子晶体，在高空气湿度的环境下，稳定性往往会大幅下降。以传统方法制造的钙钛矿薄膜，在空气湿度65%的环境下，其稳定性只能保持约一星期，而由中大研究团队用NABR所制成的钙钛矿薄膜，则在空气湿度65%的环境下，能够保持稳定两个月。这项研究结果，有望研发出高效率、低成本、高稳定的钙钛矿太阳能电池；团队成员并希望未来此技术能应用于另一类钙钛矿太阳能电池。

 

　　许建斌教授表示：“钙钛矿太阳能电池自2009年开始被研发以来，它的稳定性是各方高度关注的课题。在此次研究中，我们大幅度提高了钙钛矿材料的稳定性。我们有理由相信，通过成分及机理研究，结合简单的封装技术，钙钛矿太阳能电池的稳定性将得以有效提升。”

 

　　严克友教授补充：“此次研究侧重反应机理分析，提出的方法具普适性。所以，团队现使用此方法合成其他类型的钙钛矿，进一步提高这类物料的效率和稳定性。我们希望利用3-5年的时间，大幅度提高钙钛矿太阳能电池的稳定性，使之达到商业化的要求。”