能源问题是人类面临的严峻挑战，太阳能电池是目前解决能源需求的有效手段之一.钙钛矿因其载流子迁移率高、光谱吸收范围宽和激子结合能低等优点，成为一种明星太阳能电池材料，钙钛矿太阳能电池实现了超过多晶硅电池的25.2％的认证效率.然而铅钙钛矿的毒性为其应用带来了一定的不确定性，开发无毒或低毒的光电材料具有重要意义.在众多无铅替代物中，同族的具有相似壳层电子结构的锡是一种理想的替代元素.锡基钙钛矿是一种低毒且具有理想带隙(≈1.3 eV)的光伏材料，但锡基钙钛矿也具有高本征空位浓度和易氧化的缺点.我们通过钙钛矿结构的维度调控，增强了锡基钙钛矿薄膜的抗氧化性，降低了钙钛矿薄膜的缺陷浓度，提高载流子传输速率，大幅提高了锡钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性1.进一步通过梯度纳米结构的构筑，从动力学上进一步降低了钙钛矿的氧化2.通过载流子传输层的调控，降低了界面载流子的复合，使非铅钙钛矿太阳能电池器件的认证效率达到了12.3％(图1)3.最近我们开发了一种新型的锡钙钛矿前驱液制备方法，通过调控钙钛矿结晶过程来抑制结构的偏析，实现了高取向性锡钙钛矿结构的生长，进一步使效率提高到14％以上4.