卤化物钙钛矿
在英国剑桥的一家实验室正在研究一种有前途的新型材料，称为卤化钙钛矿。它们是半导体，在受到光刺激时会传导电荷。钙钛矿墨水被沉积在玻璃或塑料上，以形成由金属，卤化物和有机离子组成的极薄的薄膜（大约是头发宽度的一百分之一）。当夹在电极触点之间时，这些薄膜可制成太阳能电池或LED器件。
令人惊讶的是，只要调整其化学结构，就可以改变它们吸收或发出的光的颜色。通过改变它们的生长方式，我们可以定制它们以使其更适合吸收光（对于太阳能电池板）或发光（对于LED）。这使我们可以制造不同颜色的太阳能电池和LED，它们从紫外光一直发射到可见光和近红外光。
尽管它们便宜且用途广泛的处理方法，但这些材料已被证明非常有效地用作太阳能电池和发光器。钙钛矿太阳能电池的效率在2019年达到25.2％，紧随晶体硅电池之后达到26.7％，钙钛矿LED已经接近了现成的有机发光二极管（OLED）性能。
太阳能柔性面板
与传统的硅电池需要非常均匀的高效率电池不同，钙钛矿薄膜由尺寸（从纳米到毫米）和化学成分高度可变的镶嵌“晶粒”组成，但它们的性能几乎与当今最好的硅电池相同。此外，钙钛矿薄膜中的小瑕疵或缺陷不会导致明显的功率损耗。这样的缺陷对于硅面板或商用LED将是灾难性的。
尽管我们仍在试图理解这一点，但是这些材料迫使社区重新编写关于我们认为是理想的半导体的教科书：尽管有无序，但它们仍具有很好的光学和电子性能。假设我们可以使用这些材料来制造“设计”色的太阳能电池，这些太阳能电池可以混入建筑物或房屋中，或者看起来像有色玻璃但可以发电。但是真正的机会是开发出比硅电池更高效的电池。例如，我们可以在“串联”太阳能电池中将两种不同颜色的钙钛矿薄膜层叠在一起。每层将收获太阳光谱的不同区域，从而提高电池的整体效率。
这些钙钛矿层也正在开发中，以制造可加工成新闻纸状的柔性太阳能电池板，从而进一步降低成本。对于LED而言，钙钛矿可以获得出色的色彩质量，这可能会导致先进的柔性显示技术。钙钛矿还可以提供比今天的商用LED更便宜，更高质量的白色照明灯，并且可以制造出能够产生冷的或温暖的白光或介于两者之间的任何所需阴影的地球仪“色温”。它们还为未来的量子计算机以及用于极低剂量医学和安全成像的X射线探测器提供了基础。
