钙钛矿太阳能电池作为下一代极具前景的光伏技术，凭借其兼具高效率与可规模化制备的潜力，备受科研界关注。然而，当前高效率的钙钛矿太阳能电池器件大多依赖具有微纳纹理的基底来增强光捕获能力，可复杂的界面却带来了显著的非辐射复合损失，这成为制约正式结构器件性能提升的关键难题，导致正式结构器件的光电转换效率长期停滞在约26%，其背后的深层物理机制也一直未被明晰。
面对这一挑战，一支联合科研团队取得了重大突破。该团队由南开大学化学学院和北京理工大学的研究人员组成，他们首次发现，在纹理基底上，氧化锡电子传输层与钙钛矿埋底界面处存在能带失配与电子累积的协同作用，这正是导致非辐射复合损失加剧、器件性能难以提升的核心原因。
为了攻克这一难题，科研团队从源头上对氧化锡电子传输层的电学性质进行了精细调控。他们创新性地发展出一种具有梯度能级结构的氧化锡电子传输层，这一设计成功解决了能带失配问题，助力了电子提取，有效抑制了非辐射复合损失。
基于这一创新策略，科研团队制备的太阳能电池器件展现出了卓越的性能。经国际权威机构认证，该器件获得了27.17%的稳态光电转换效率及27.50%的反向扫描效率，一举创造了正式结构钙钛矿光伏器件的最高光电转换效率纪录。不仅如此，搭载这一全新电子传输层的钙钛矿太阳能电池开路电压损失低至295毫伏，这充分证明了非辐射复合得到了根本性抑制。
这一研究成果不仅从机理层面系统扫清了长期笼罩正式结构器件的性能迷雾，还为金属氧化物电子传输层的理性设计开辟了一条普适而有效的新路径，有望为高稳定性、可规模化生产的钙钛矿光伏组件提供坚实的技术支撑。
