鈣鈦礦材料是近年來新興起的一種可用于太陽能電池的吸光層材料，在世界范圍內(nèi)被學者們廣泛研究。錫基鈣鈦礦以其低毒性和適宜的帶隙，成為單異質(zhì)結鈣鈦礦太陽能電池吸光層材料的有力競爭者。錫基鈣鈦礦材料的吸收邊位于近紅外區(qū)域（900-1000 nm），非常適合用于單結高性能太陽能電池。其中，全無機的黑色多晶型B-γ CsSnI₃展現(xiàn)出諸多優(yōu)良的性質(zhì)，作為極具潛力的太陽能電池吸光層材料脫穎而出。它的諸多優(yōu)點包括：適宜的帶隙（1.31 eV），較高的光吸收系數(shù)，較低的激子結合能，較高的載流子（包括電子和空穴）遷移率，可通過簡單方便的溶液法制備，以及相較于有機錫材料具有更良好的熱穩(wěn)定性。但其中的二價錫在空氣環(huán)境中易被氧化成四價錫（self-doping），大大增加鈣鈦礦吸光層的導電性及晶體缺陷，造成B-γ CsSnI₃太陽能電池目前較低的光電轉換效率，更重要的是目前鮮有空氣穩(wěn)定CsSnI₃太陽能電池的報道。

圖1.器件效率。圖片來源：JACS

賓夕法尼亞州立大學葉濤、王凱及Shashank Priya團隊通過在鈣鈦礦前驅體溶液中加入N,N'-亞甲基雙（丙烯酰胺）（MBAA）來穩(wěn)定B-γ CsSnI₃。MBAA中帶孤電子對的-NH及-CO單元可與Sn²⁺ 形成配位鍵，從而在空氣環(huán)境中減緩Sn²⁺ 的氧化，進而提高多種條件下鈣鈦礦前驅體，薄膜及器件的整體穩(wěn)定性。同時使用高環(huán)境穩(wěn)定性的聚（3-己基噻吩）（P3HT）作為空穴傳輸層來制造太陽能電池。在環(huán)境空氣條件下，未封裝的CsSnI₃-MBAA 太陽能電池表現(xiàn)了最高7.5%的光電轉換效率。在環(huán)境空氣中儲存120小時候其效率維持在76.5%。進一步的，作者首次闡明B-γ CsSnI₃在空氣中的降解路徑為：CsSnI₃至Cs₂SnI₆至SnO₂+CsI。

圖2. MBAA與CsSnI₃間的化學相互作用。圖片來源：JACS

圖3.各種環(huán)境條件下樣品的穩(wěn)定性測試。圖片來源：JACS