几十年来，硅太阳能电池一直是太阳能产业的支柱，但其效率已接近29.4%的理论极限。为了突破这一上限，研究人员开始研究串联太阳能电池，采用分层材料来吸收更多阳光。然而，寻找合适的配套材料，以避免因缺陷而影响效率，是一项艰巨的任务。在很大程度上，硅的主导地位要归功于微芯片行业生产完美晶圆的能力，而这是新材料难以达到的标准。
以CZTS为例，这种材料由铜、锌、锡和硫（或硒）制成，储量丰富、环保且成本低，但易产生缺陷的特性阻碍其成为实用的太阳能材料。
卤化物钙钛矿：具有挑战性的变革材料
更有前景的材料是卤化物钙钛矿，其效率在短短12年内（2009-2021年）提升了579%。相比之下，硅在类似时期的峰值提升仅为57%。
卤化物钙钛矿是一种出色的材料，比大多数材料更耐受缺陷。其独特的结构提供了若干优点：
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