鈣鈦礦太陽能電池是利用鈣鈦礦型的有機金屬鹵化物半導體（具有 ABX3 的化學通式）作為吸光材料的太陽能電池。鈣鈦礦結構的化學通式為 ABX3，其中 A位一般為原子半徑較小的陽離子（如 Cs+、MA+、FA+等），B 位為原子半徑較大的過渡金屬離子（如 Sn2+、Pb2+等），X 為鹵素陰離子（I-、Br-、Cl-等）。鈣鈦礦材料擁有優越的電荷傳輸性質、長載流子擴散距離、全光譜吸收和高吸光系數，因而可以有效吸收太陽光并高效地產生光生載流子,同時減少在光電轉換過程中的能量損失，是較為理想的光電材料。
當前常用的高效率的鈣鈦礦太陽能電池的結構通常是以透明導電玻璃作為基底，再是電子傳輸層（ETL）、鈣鈦礦吸光層、空穴傳輸層（HTL）、金屬電極。雖然鈣鈦礦電池可分為正式、反式；介孔、平面等多種結構，但是其工作原理是一致的：當鈣鈦礦吸光層受到光照后，內部激子發生分離產生電子和空穴對，電子通過電子傳輸層導出，空穴通過空穴傳輸層導出，當器件外加負載便能夠形成完整的回路。
根據電荷傳輸層的形貌結構，鈣鈦礦太陽能電池可分為介孔結構和平面結構。介孔結構相較于平面結構有散光效果好(增加光程增強吸收)、電子傳輸層與光吸收層的接觸面積大(利于電子的抽取和傳輸)等優勢，但是由于界面粗糙度顯著增大而容易造成界面或光吸收層內缺陷的增多，且制備工藝復雜，能耗較高，因此應用范圍不及平面結構廣泛。
