在光伏技術領域，鈣鈦礦太陽能電池憑借其高效率與可規?；苽涞臐摿?，被視為下一代極具前景的光伏技術。然而，長期以來，正式結構鈣鈦礦太陽能電池的發展面臨著一道難以跨越的障礙——其光電轉換效率一直停滯在約26%，背后的深層物理機制也猶如一團迷霧，亟待解開。
當前，高效率的鈣鈦礦太陽能電池器件大多依賴具有微納紋理的基底來增強光捕獲能力。但這種復雜界面在提升光捕獲效率的同時，也帶來了顯著的非輻射復合損失，成為制約正式結構器件性能提升的關鍵因素。此前，科研人員雖已察覺到這一問題的存在，卻始終未能找到問題的核心根源。
一支由多所高校科研人員組成的團隊，經過不懈努力，終于找到了問題的癥結所在。他們首次發現，在紋理基底上，氧化錫電子傳輸層與鈣鈦礦埋底界面處，能帶失配與電子累積會產生協同作用，這正是導致非輻射復合損失加劇、器件性能長期受限的核心物理原因。
找到了問題根源，接下來便是尋找解決辦法。研究團隊從氧化錫電子傳輸層的電學性質入手，進行精細調控。他們創新性地發展出一種具有梯度能級結構的氧化錫電子傳輸層，這一設計成功解決了能帶失配問題，助力電子提取，有效抑制了非輻射復合損失。
基于這一創新策略，搭載全新電子傳輸層的鈣鈦礦太陽能電池展現出了卓越的性能。經國際權威機構認證，該電池器件獲得了27.17%的穩態光電轉換效率以及27.50%的反向掃描效率，一舉創造了正式結構鈣鈦礦光伏器件的最高光電轉換效率紀錄。更為突出的是，其開路電壓損失低至295毫伏，這充分證明了非輻射復合得到了根本性抑制。
這一研究成果不僅從機理層面掃清了長期籠罩正式結構器件的性能迷霧，更為金屬氧化物電子傳輸層的理性設計開辟了一條普適且有效的新路徑，有望為高穩定性、可規?；a的鈣鈦礦光伏組件提供堅實的技術支撐。
