在光伏技术领域，钙钛矿太阳能电池凭借其高效率与可规模化制备的潜力，被视为下一代极具前景的光伏技术。然而，长期以来，正式结构钙钛矿太阳能电池的发展面临着一道难以跨越的障碍——其光电转换效率一直停滞在约26%，背后的深层物理机制也犹如一团迷雾，亟待解开。
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。但这种复杂界面在提升光捕获效率的同时，也带来了显著的非辐射复合损失，成为制约正式结构器件性能提升的关键因素。此前，科研人员虽已察觉到这一问题的存在，却始终未能找到问题的核心根源。
一支由多所高校科研人员组成的团队，经过不懈努力，终于找到了问题的症结所在。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，能带失配与电子累积会产生协同作用，这正是导致非辐射复合损失加剧、器件性能长期受限的核心物理原因。
找到了问题根源，接下来便是寻找解决办法。研究团队从氧化锡电子传输层的电学性质入手，进行精细调控。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，助力电子提取，有效抑制了非辐射复合损失。
基于这一创新策略，搭载全新电子传输层的钙钛矿太阳能电池展现出了卓越的性能。经国际权威机构认证，该电池器件获得了27.17%的稳态光电转换效率以及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。更为突出的是，其开路电压损失低至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扫清了长期笼罩正式结构器件的性能迷雾，更为金属氧化物电子传输层的理性设计开辟了一条普适且有效的新路径，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。
