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钙钛矿材料是近年来新兴起的一种可用于太阳能电池的吸光层材料，在世界范围内被学者们广泛研究。锡基钙钛矿以其低毒性和适宜的带隙，成为单异质结钙钛矿太阳能电池吸光层材料的有力竞争者。锡基钙钛矿材料的吸收边位于近红外区域（900-1000 nm），非常适合用于单结高性能太阳能电池。其中，全无机的黑色多晶型B-γ CsSnI₃展现出诸多优良的性质，作为极具潜力的太阳能电池吸光层材料脱颖而出。它的诸多优点包括：适宜的带隙（1.31 eV），较高的光吸收系数，较低的激子结合能，较高的载流子（包括电子和空穴）迁移率，可通过简单方便的溶液法制备，以及相较于有机锡材料具有更良好的热稳定性。但其中的二价锡在空气环境中易被氧化成四价锡（self-doping），大大增加钙钛矿吸光层的导电性及晶体缺陷，造成B-γ CsSnI₃太阳能电池目前较低的光电转换效率，更重要的是目前鲜有空气稳定CsSnI₃太阳能电池的报道。

图1.器件效率。图片来源：JACS

宾夕法尼亚州立大学叶涛、王凯及Shashank Priya团队通过在钙钛矿前驱体溶液中加入N,N'-亚甲基双（丙烯酰胺）（MBAA）来稳定B-γ CsSnI₃。MBAA中带孤电子对的-NH及-CO单元可与Sn²⁺ 形成配位键，从而在空气环境中减缓Sn²⁺ 的氧化，进而提高多种条件下钙钛矿前驱体，薄膜及器件的整体稳定性。同时使用高环境稳定性的聚（3-己基噻吩）（P3HT）作为空穴传输层来制造太阳能电池。在环境空气条件下，未封装的CsSnI₃-MBAA 太阳能电池表现了最高7.5%的光电转换效率。在环境空气中储存120小时候其效率维持在76.5%。进一步的，作者首次阐明B-γ CsSnI₃在空气中的降解路径为：CsSnI₃至Cs₂SnI₆至SnO₂+CsI。

图2. MBAA与CsSnI₃间的化学相互作用。图片来源：JACS

图3.各种环境条件下样品的稳定性测试。图片来源：JACS