通常，钙钛矿具有ABX₃的一般晶体结构,如下图所示。

其中A是一价有机阳离子或无机阳离子：Cs⁺、Rb⁺、CH₃NH₃⁺(即MA⁺)或HC(NH₂)₂⁺(即FA⁺)等；B是二价金属阳离子：Pb²⁺、Sn²⁺、Bⁱ²⁺或Ge²⁺等；，X是卤化物阴离子：Cl⁻、Br⁻和I⁻或它们的混合物。由于A、B和X可以被不同的元素取代，所以卤化物钙钛矿的光电性质可以根据不同的应用进行适当的调节。1926年首次提出了容差因子t来评价结构稳定性与离子大小的关系，它可以表示为：

其中，其中R_A、R_B和R_x是相应的离子半径。通常，ABX₃可以结晶成斜方、四方和立方等多种晶型。理想情况下，当t = 1时，晶体具有最稳定的结构，当t偏离1时，会导致单胞结构变形。当t的值介于 0.89 到1之间时，钙钛矿晶体为稳定的立方晶体型结构(α相)。当t < 0.89时，将出现对称性较低的四方相(β相）或斜方相(γ相）。A位阳离子越小，t值越小，八面体结构由于缺乏支撑而变形。另一方面，当t值大于1时，表明A位阳离子过大，不能形成八面体结构，形成二维片状、一维(1D)链结构、甚至零维(0D)孤立团簇。因此，选择A位阳离子时，需要根据需求选择合适的离子半径。例如，当B位使用Pb²⁺离子时，A位阳离子的半径范围约为1.6~2.5，使得杂化卤素钙钛矿的容许因子t值在0.8~1.0之间，因此，MA⁺和FA⁺离子适合于 A 位阳离子。另外，温度也是影响钙钛矿结构的一重要因素。对于最广泛研究的碘化甲铵(MAPbI₃)，给定的r(MA⁺=0.18 nm，Pb²⁺=0.132 nm，I=0.206 nm)， 按照容忍因子的计算表明MAPbI₃形成四方结构，在-113℃观察到向正交相的转变，这并不是实际问题，因为在陆地环境中没有经历过如此低的温度。随着温度和热能的增加，从四方对称到立方对称的转变发生在54℃。尽管这在可能影响其性能的器件的操作窗口内，但相变是缓慢的和可逆的，因此，对于光电转换应用来说似乎不是问题。在钙钛矿中，光子吸收过程中的光生电子-空穴对可以以自由电荷或激子的形式存在，与激子结合能(E_B)密切相关。目前的研究表明，四方相和正交相的自由电荷和激子动力学明显不同。E_B很小的四方相主要由自由电荷组成，而E_B较大的正交相由自由电荷和激子组。以MAPbI₃为例，通过磁吸收或时间分辨光谱预测，低温斜方相的E_B只有16 meV，而常温四方相的E_B小到2 meV。因此，具有自发电子-空穴分离的非激子性质有助于实现低双分子复合和高迁移率的双极电荷传输，从而使光电探测器和太阳能电池等光敏器件具有非常出色的性能。

硫化铅（PbS）胶体量子点因具有低成本溶液工艺制备、高消光系数、良好的稳定性和多激子产生（MEG）效应等优点，被视为极具发展前景的光伏材料。

多激子产生（MEG）：吸收一个高能光子而产生两个或两个以上激子（电子-空穴对）的现象。

此外，由于强烈的量子尺寸效应，PbS 量子点带隙可以在0.5~1.9 eV 内大范围可调，既可以满足单结太阳能电池的需求，还可以制备量子点红外光伏器件，并与其他电池构成互补，实现对太阳光宽光谱的有效利用。

SWIR检测技术在工业检测、机器视觉、通信遥感、医学成像等领域具有很大的应用前景，但Si的光电响应截止波长在1100 nm。传统红外材料价格昂贵，还需要带有si读出电路(ROIC)的倒装芯片。因此，迫切需要为SWIR光电探测器和成像传感器寻找新的窄带隙半导体光电材料。pbs量子点具有尺寸可调的红外带隙、优异的消光系数和成熟的合成技术，被认为是理想的红外光电半导体。进一步解决PbS量子点的稳定性和表面缺陷问题，将为基于量子点的SWIR检测和成像提供新的途径和机会。