北京时间4月30日晚，国际顶尖学术期刊《天然》于线发表了南开年夜学化学学院传授袁明鉴、特聘研究员姜源植团队，结合北京理工年夜学研究员徐健团队的最新研究结果。
研究团队初次揭开了制约正式布局钙钛矿太阳能电池效率的要害物理“黑箱”，并立异性地提出持续梯度掺杂电子传输层设计。基在该计谋，团队研发的光伏器件经国际权势巨子机构认证，得到了27.17%的稳态光电转换效率和27.50%的反向扫描效率，创造了正式布局钙钛矿光伏器件的最高光电转换效率纪录。
兼具高效率与可范围化制备潜力的钙钛矿太阳能电池，成为最具潜力的下一代光伏技能之一。当前，高效率器件遍及依靠具备微纳纹理的基底来加强光捕捉能力，但繁杂界面同时引入显著的非辐射复合丧失，成为制约正式布局器件机能晋升的要害瓶颈。只管反式布局器件已经经由过程界面工程取患上显著进展，正式布局器件的光电转换效率仍持久阻滞于约26%，其深层物理机制尚不清楚。
袁明鉴课题组持久从事高机能半导体光电转换质料与器件研究。面临上述难题，研究团队从器件物理与载流子动力学出发，初次展现了于纹理基底上，氧化锡（SnO?）电子传输层与钙钛矿埋底界面处，存于能带掉配与电子累积的协同作用，恰是非辐射复合丧失加重、器件机能持久受困的焦点物理泉源。
要破解这一困局，就必需从源头上邃密调控SnO?电子传输层。研究团队进一步深挖化学浴沉积（CBD）制备SnO?的生长机制，阐了然该历程实为配体封端纳米颗粒于基底上的准逐层组装。由此出发，团队成立了配体化学、氧空位含量与薄膜能带布局之间的构效瓜葛。于此基础上，团队成长出一种配体竞争性联合调控计谋，初次提出并修筑了n?/n持续梯度掺杂的SnO?电子传输层- 从与钙钛矿接触的界面一侧起，SnO?的掺杂浓度由轻掺杂的n区光滑过渡到重掺杂的n?区。这一设计同步解决了能带掉配与界面电子累积的两重挑战，将非辐射复合丧失降至极低程度。
搭载这一全新电子传输层的钙钛矿太阳能电池，不仅刷新了光电转换效率纪录，其开路电压丧失更是低至仅295毫伏，充实证实非辐射复合获得了底子性按捺。该研究从机理层面体系扫清了持久覆盖正式布局器件“机能迷雾”，也为金属氧化物电子传输层的理性设计斥地了一条普适而有用的新路径，有望为高不变性、可范围化出产的钙钛矿光伏组件提供技能支撑。
该事情由南开年夜学结合北京理工年夜学配合完成，南开年夜学为该论文第一完成单元。南开年夜学化学学院博士研究生王迪、李赛赛、丁紫津为该论文配合第一作者。袁明鉴、姜源植、徐健为该论文通信作者。中国科学院陈军院士于份子布局设计和表征平台设置装备摆设方面提供了主要引导与撑持。
相干论文链接：https://doi.org/10.1038/s41586-026-10587-4
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