钙钛矿材料因其在太阳能电池中的优异表现，已经成为下一代光电转换材料的研究热点，尤其是全钙钛矿串联太阳能电池。与传统的单结太阳能电池相比，钙钛矿材料不仅具有较高的光吸收能力，还能够通过串联结构减少载流子的热化，扩展了可吸收的太阳光谱范围，从而实现更高的功率转换效率。然而，宽带隙钙钛矿子电池中的开路电压损失仍然是提升效率的主要瓶颈。这一问题的根源在于钙钛矿薄膜的非辐射复合，特别是在宽带隙钙钛矿薄膜中，由于晶体取向和界面性能的不匹配，导致了较大的开路电压损失。因此，如何优化宽带隙钙钛矿薄膜的晶体取向和界面工程，以降低非辐射复合，成为了这一领域的一个重要挑战。
为了解决这一问题，
南京大学谭海仁教授、林仁兴助理教授和瑞士洛桑联邦理工学院Michael Grätzel教授合作
在“Nature Materials”期刊上发表了题为“All-perovskite tandem solar cells achieving >29% efficiency with improved (100) orientation in wide-bandgap perovskites”的最新论文。该团队通过设计和制备改进型宽带隙钙钛矿薄膜，显著提高了薄膜的（100）晶体取向，从而有效抑制了非辐射复合现象。团队采用了二维钙钛矿作为中间相，通过表面成分工程促进了沿（100）晶面方向的异质成核，成功实现了优选的（100）晶体取向。此策略无需依赖过量的二维配体，从而避免了这些配体对载流子传输的负面影响。
此外，通过该方法，该团队成功获得了1.78 eV宽带隙钙钛矿太阳能电池开路电压为1.373 V，填充因子达到84.7%。最终，所制备的全钙钛矿串联太阳能电池在最大功率点条件下展现出了2.21 V的开路电压和29.1%的认证功率转换效率。此项研究为宽带隙钙钛矿太阳能电池的效率提升提供了新的思路，推动了钙钛矿材料在高效光电转换领域的应用发展。
