鹵化物鈣鈦礦材料在太陽能技術上顯示出高效率，但這要付出一定的代價：最好的鈣鈦礦材料含有有毒的鉛，對環(huán)境構成危害。用無毒的元素代替鉛是困難的，因為無鉛鈣鈦礦的穩(wěn)定性較低且效率較低?，F(xiàn)在，國際合作已經(jīng)設計出一種新型的鈣鈦礦雜化材料，具有良好的效率和穩(wěn)定性。

最好的替代品之一是錫。用錫代替鉛的鹵化鈣鈦礦應該顯示出優(yōu)異的光學性能，但是在實踐中，它們的效率中等且迅速下降。這種快速的“老化”是它們的主要缺點：鈣鈦礦結構中的錫陽離子與環(huán)境中的氧氣反應非常迅速，因此其效率下降。

現(xiàn)在，由中國蘇州大學功能納米與軟材料研究所(FUNSOM)的Antonio Abate，HZB和Wang Zhao-Kui領導的國際合作取得了突破，這為以無毒鈣鈦礦為基礎的太陽能電池開辟了道路長期提供穩(wěn)定的性能。他們使用錫代替鉛，但是通過在材料中插入有機基團創(chuàng)建了二維結構，這導致了所謂的二維Ruddlesden-Popper相。

第一作者說：“我們使用苯基乙基氯化銨(PEACl)作為鈣鈦礦層的添加劑。然后，當PEACl分子遷移到鈣鈦礦層中時，我們進行了熱處理。這導致了垂直排列的二維鈣鈦礦晶體的堆積。”孟力博士 李先生是Abate小組的博士后，并與中國伙伴組織了緊密合作。在上海同步輻射裝置(SSRF)，他們能夠精確分析經(jīng)過不同退火處理的鈣鈦礦薄膜的形貌和晶體特性。

這些無鉛鈣鈦礦太陽能電池中最好的，無論是在白天還是在黑暗中，其效率均達到9.1%，并具有很高的穩(wěn)定性。熱處理的結果是，PEACl分子在晶體鈣鈦礦層之間堆積，并形成阻止錫陽離子氧化的阻擋層。Abate說：“這項工作為更有效和穩(wěn)定的無鉛鈣鈦礦太陽能電池鋪平了道路。”