对于未来的大规模太阳能光伏发电，材料需要满足一些重要参数，例如材料应该是地球丰富的、具有成本效益的和无毒的。此外，为了实现高功率转换效率，材料须满足一些主要特性，如电学、光学和一些缺陷特性，如直接可调带隙、吸收系数和长载流子扩散长度。许多研究小组接受了替代铅的挑战，以寻找一些适合光伏应用的新型无毒且稳定的钙钛矿材料。

目前正在努力提高钙钛矿太阳能电池的稳定性和耐用性。开发稳定的太阳能电池有两个主要策略值得立即关注，即通过开发专门的功能性屏障结构来保护吸收体免受外部攻击，并提高吸收体本身的弹性和稳定性。这些策略只有通过改变钙钛矿的元素组成或通过用功能分子修饰钙钛矿吸收剂以使其不易受水分降解的影响才能实现。尽管钙钛矿具有加工优势，但在该技术商业化之前，须克服有机无机杂化组合在湿度、热、光和氧气方面的较差稳定性。

最近的报告强调了一些创新和优雅的想法，这些想法应该是未来光伏材料设计和实际应用研究的主要焦点。在此，我们介绍了在改进化学品方面的一些新进展通过阳离子和阴离子元素的取代钙钛矿材料的稳定性。我们希望为钙钛矿的设计铺平道路，以实现稳定可靠的钙钛矿太阳能电池，并获得稳定性提升。在半导体材料中吸收能量高于带隙的光子导致电子从价带转移到导带。

在特定材料中，受激发的载流子将返回基态，而能量通过光子的发射而得以保存。当材料上存在不对称电势时会发生这种效应，因此会产生光生电荷载流子的净流动，即光电流。现在可以在诸如p-n结的晶体中建立不对称电势，从而提供良好的整流，从而获得更好的光伏结果。良好的光伏材料提供了一个机会，通过将电荷传输到触点并较大限度地减少电子和空穴之间的复合，以较小的电荷载流子弛豫尽可能有效地分离电荷。

有几个关键属性通常有利于设备效率。这些特性中的许多特性很难通过实验测量，但是从理论角度来看，这些特性可以相对非常便宜地获得。在这里，我们介绍了在器件制造过程中需要解决的一些关键特性。太阳能吸收器的重要特性是带隙，它决定了较大理论功率转换效率。这是一种固有特性，最终会直接影响光伏电池的实际性能。带隙是我们能够理解材料是否能够吸收可见光谱的属性。

材料对光伏的适用性如何应用将取决于光子能量与材料带隙的接近程度。光伏太阳能发电的一些关键特征是强太阳能吸收、低非辐射载流子复合率和多年利用的能力。其中一个重要特征是用于太阳能电池结构开发的相当高的载流子迁移率，因为它决定了通过在相容材料中形成混合化合物可获得的性能范围。高电荷载流子迁移率对于建立电子-空穴的分离以提高器件性能起着重要作用。

带边缘的分散特别设想了材料中的迁移率，该迁移率在理论上由载流子的有效质量量化，从而产生更小的有效质量，从而提高载流子迁移率。这种载流子迁移率因散射缺陷、声子和其他电荷载流子而停止。然而，迁移率并不是唯一重要的特性，少数载流子的寿命也被认为是新型光伏材料的重要参数。为了获得更好的性能，需要许多参数，其中高迁移率、扩散长度和长载流子寿命在有机或无机卤化物组成方面处于一位。