2026 年 4 月 30 日，南开大学化学院袁明鉴、姜源植，北京理工大学前沿交叉科学研究院徐健作为一同通讯作者，南开大学王迪、李赛赛、丁紫津作为一同第一作者，在国际顶尖学术期刊 Nature 上发表了题为：Continuously graded|doped SnO2 for efficient n–i–p perovskite solar cells 的研究论文。该研究开发了一种连续梯度 n+/n 型掺杂的 SnO₂ 电子传输层，因为构建高效 n|i|p 钙钛矿太阳能电池，达成了27.17% 的认证稳态功率转换效率，刷新了 n|i|p 钙钛矿太阳能电池的最高效率纪录。
传统 n|i|p 结构是钙钛矿太阳能电池(PSC)中最经典、最广泛研究的一种器件堆叠顺序。其名字源自各功能层在光照方向上的排列顺序：n 型层一般是电子传输层，坐落于透明导电基底之上;i 型层指本征钙钛矿吸光层，是产生光生载流子的核心层;p 型层一般是空穴传输层，坐落于钙钛矿层之上。其历史最久、工艺成熟，然而，其稳态效率长期停滞在约 26%，落后于堆叠顺序倒置的 p|i|n 结构。这种性能差距来自于绒面电子传输层/钙钛矿界面持续存在的非辐射复合，但其背后的物理根源尚不了解。
2026 年 4 月 30 日，南开大学化学院袁明鉴、姜源植，北京理工大学前沿交叉科学研究院徐健作为一同通讯作者，南开大学王迪、李赛赛、丁紫津作为一同第一作者，在国际顶尖学术期刊 Nature 上发表了题为：Continuously graded|doped SnO2 for efficient n–i–p perovskite solar cells 的研究论文。
该研究开发了一种连续梯度 n+/n 型掺杂的 SnO₂ 电子传输层，因为构建高效 n|i|p 钙钛矿太阳能电池，达成了27.17% 的认证稳态功率转换效率，刷新了 n|i|p 钙钛矿太阳能电池的最高效率纪录。
在这项最新研究中，研究团队发现，这类损耗来自于埋底界面处的能带失配与电子积累的协同用途。为应付这一双重挑战，研究团队通过配体角逐结合方案，开发了一种连续梯度 n+/n 型掺杂的 SnO₂ 电子传输层，达成了空间可控的掺杂，从而构建了内建电场。这种梯度结构同时最小化了能带偏移并加快了电子提取，从而有效抑制了跨界面复合。基于此制备的 n|i|p 钙钛矿太阳能电池，获得了 27.17% 的认证稳态功率转换效率(反向扫描为 27.50%)，这是现在报道的 n|i|p 钙钛矿太阳能电池的最高效率。
该方案的可扩展性进一步得到验证：
1 cm² 器件达成了 25.79% 的效率，孔径面积为 16.02 cm² 的钙钛矿组件效率达到 23.33%。
总的来讲，这项工作为金属氧化物传输层中的能带工程打造了一个通用范式，突破了传统钙钛矿光伏技术的一个根本性效率瓶颈。
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41586|026|10587|4
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