要想在2050年實現溫室氣體凈零排放，并將全球平均氣溫升幅控制在1.5攝氏度以下，就必須提高可再生能源的利用率，特別是太陽能光伏能源。

　　目前，發電、供暖和運輸等行業的溫室氣體排放量約占全球總量的75%。因此，國際社會必須抓住任何機會，加快用可再生能源替代現有化石燃料，同時安裝碳中和能源，以滿足發展中國家日益增長的能源需求。國際可再生能源機構(IRENA)提出了根本性變革的愿景的全球能源系統，計劃指出，到2050年，全球預計30太瓦的電力需求中，90%將由可再生能源提供，其中太陽能光伏(PV)和陸上/海上風能分別占14太瓦和8太瓦。

　　雖然其他國際機構也提出了其他計劃，如《世界能源展望》，但有一個明確的共識，即重建全球能源經濟是一個很大的挑戰，需要許多技術和政策的協調，未來的道路將嚴重依賴于利用世界上較豐富的能源：陽光。

　　為了充分利用太陽能，科學家一直致力于較大限度地將光能轉換為電能。目前地面光伏系統大量使用的是以硅為基底的太陽能電池，其光電轉換效率較高為26%。近日在《應用物理快報》的一項研究中，來自Oxford PV公司的研究人員將鈣鈦礦與硅配對，生產出更強大的太陽能電池，較高可以將29.52%的光能轉換為電能，突破了傳統硅太陽能電池的轉換效率限制。

　　經過幾十年的發展，在研究機構和太陽能光伏產業的共同努力下，光伏組件的價格呈指數級下降。僅在過去十年中，光伏發電的成本就下降了85%以上，這使得太陽能在世界上大多數地區比化石燃料資源更便宜。

　　這大大降低了成本，加上許多國家實施前瞻性能源政策，使太陽能光伏成為發電和運輸部門理想的負擔得起的清潔能源。然而，截至2020年，全球光伏累計裝機容量僅為0.7太瓦，這意味著要實現IRENA的2050年太陽能目標，需要光伏生產和安裝的積極增長。目前，主要的太陽能光伏技術是基于晶硅(c-Si)，在2019年占產量的95%，而硅光伏的成本預計將繼續下降。目前主要太陽能光伏技術是基于晶體硅(同單晶硅)，占95%的產量。

　　如果要進一步降低能源成本，就需要顛覆性創新來超越它。為了提高c-Si模塊的效率，技術上成熟的策略是將其與另一種更寬的帶隙太陽能材料配對，這種材料可以選擇性地吸收太陽光譜中更高的能量區域。

　　研究人員表示，通過將這種材料疊加到較低的帶隙c-Si之上，可以實現串接結構，這可以克服單結器件的基本肖克利-奎塞爾極限。這一策略已經在國際光伏技術路線圖(ITRPV)中被確定，該路線圖預測10年后基于硅的串聯電池進入光伏市場。雖然有幾種選擇可以將寬帶隙頂部電池與c-Si配對，但較有希望的候選人是金屬鹵化物鈣鈦礦，在過去的10年里，科學界一直在進行密集的研究和開發。

　　研究人員們認為鈣鈦礦和c-Si在串聯裝置中的配對，在許多不同的關鍵層面上都是理想的，它體現了串聯PV成功進入陸地能源市場的較快途徑。在這個視角下，我們將從材料科學、制造、可持續性和商業的關鍵角度討論鈣鈦礦和硅如何很好地匹配串聯光伏發電，以及它們的結合如何代表一種技術改變，將有助于加速全球光伏發電能力增長和減緩氣候變化。