我国科学家破解钙钛矿电池效率瓶颈，创27.17%新纪录

我国科研团队首次破解了正式结构钙钛矿太阳能电池效率提升的核心物理机制，成功揭示了制约其性能跃升的关键界面问题，并原创性地提出连续梯度掺杂电子传输层的设计思路。

依托该策略构建的器件，经国际权威第三方机构严格测试，获得27.17%的稳态光电转换效率与27.50%的反向扫描效率，刷新正式结构钙钛矿光伏器件的最高效率纪录。

该项成果由南开大学化学学院袁明鉴教授、姜源植特聘研究员领衔，联合北京理工大学徐健研究员团队共同完成，相关论文于2026年4月30日在线发表于国际顶级学术期刊自然。

研究聚焦兼具高效率与产业化前景的钙钛矿太阳能电池。目前，高性能器件多采用具有微纳纹理的基底以增强光吸收，但此类结构在提升光捕获的同时，也显著加剧了界面非辐射复合，成为正式结构器件效率长期难以突破的关键障碍。过去数年，该类器件的光电转换效率始终徘徊在26%左右，其内在物理成因亦未被明确阐明。

团队通过系统深入的界面物理分析首次发现：在纹理化基底上，氧化锡电子传输层与钙钛矿埋底界面之间存在能带失配与电子局域累积的耦合作用，这正是非辐射复合大幅上升、器件性能长期受限的根本原因。

为从根本上解决这一瓶颈，研究团队摒弃传统均质调控方式，创新构建具有连续梯度能级分布的氧化锡电子传输层。该结构不仅有效弥合能级差，更显著提升电子抽取动力学，从而大幅抑制界面非辐射复合。

袁明鉴指出，采用新型梯度掺杂电子传输层的电池器件，开路电压损失低至295毫伏，印证了非辐射复合已得到实质性、全局性抑制。该工作不仅实现了效率突破，更从物理本源上厘清了正式结构器件的性能限制机制，为金属氧化物电子传输层的理性设计提供了普适性新范式，有望加速推动高稳定性、可大面积制备的钙钛矿光伏技术走向实际应用。