喜讯！北京时间4月30日晚，国际顶尖学术期刊《自然》（Nature）在线发表了南开大学化学学院袁明鉴教授、姜源植特聘研究员团队，联合北京理工大学徐健研究员团队的最新研究成果。论文题为“Continuously graded-doped SnO₂ for efficient n–i–p perovskite solar cells”。
该工作由南开大学联合北京理工大学共同完成，南开大学为该论文第一完成单位。南开大学化学学院博士研究生王迪（我院2020届化学专业毕业生）、李赛赛、丁紫津为该论文共同第一作者。袁明鉴教授、姜源植研究员、徐健研究员为该论文通讯作者。中国科学院院士陈军教授在分子结构设计及表征平台建设方面提供了重要指导与支持。
研究团队首次揭开了制约正式结构钙钛矿太阳能电池效率的关键物理“黑箱”，并创新性地提出连续梯度掺杂电子传输层设计。基于这一策略，团队研发的光伏器件经国际权威机构认证，获得了27.17%的稳态光电转换效率及27.50%的反向扫描效率，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。
兼具高效率与可规模化制备潜力的钙钛矿太阳能电池，成为最具潜力的下一代光伏技术之一。当前，高效率器件普遍依赖具有微纳纹理的基底来增强光捕获能力，但复杂界面同时引入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瓶颈。尽管反式结构器件已通过界面工程取得显著进展，正式结构器件的光电转换效率仍长期停滞在约26%，其深层物理机制尚不清晰。
面对上述难题，研究团队从器件物理与载流子动力学出发，首次揭示了在纹理基底上，氧化锡（SnO₂）电子传输层与钙钛矿埋底界面处，存在能带失配与电子累积的协同作用，正是非辐射复合损失加剧、器件性能长期受困的核心物理根源。
要破解这一困局，就必须从源头上精细调控SnO₂电子传输层。研究团队进一步深挖化学浴沉积（CBD）制备SnO₂的生长机制，阐明了该过程实为配体封端纳米颗粒在基底上的准逐层组装。由此出发，团队建立了配体化学、氧空位含量与薄膜能带结构之间的构效关系。在此基础上，团队发展出一种配体竞争性结合调控策略，首次提出并构筑了n⁺/n连续梯度掺杂的SnO₂电子传输层 - 从与钙钛矿接触的界面一侧起，SnO₂的掺杂浓度由轻掺杂的n区平滑过渡到重掺杂的n⁺区。这一设计同步解决了能带失配与界面电子累积的双重挑战，将非辐射复合损失降至极低水平。
搭载这一全新电子传输层的钙钛矿太阳能电池，不仅刷新了效率纪录，其开路电压损失更是低至仅295毫伏，充分证明非辐射复合得到了根本性抑制。该研究从机理层面系统扫清了长期笼罩正式结构器件性能迷雾，也为金属氧化物电子传输层的理性设计开辟了一条普适而有效的新路径，有望为高稳定性、可规模化生产的钙钛矿光伏组件提供技术支撑。
上述研究工作得到了教育部基础学科和交叉学科突破计划、国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金委创新群体、何享健青年科学家项目等项目的资助，同时也得到了特种化学电源全国重点实验室、有机新物质创造前沿科学中心、海河实验室等平台的大力支持。相关论文信息：https://www.nature.com/articles/s41586-026-10587-4。
第一作者简介：王迪，1999年12月生，中共党员；2020年毕业于9728太阳集团化学专业；现于南开大学化学学院硕博连读，从事钙钛矿太阳能电池相关方向研究。
本科阶段：历任班级学习委员、班级团支书、院学生会礼仪部部员、学习部部长；学习成绩优异，班级总成绩排名1/58；2019年初加入内蒙古自治区绿色催化重点实验室电化学研究小组开展科创训练，开展电催化小分子相关研究，2019年9月获得推荐保送南开大学资格，2020年以第一作者发表SCI论文1篇。
获得奖励：2018年国家奖学金；2019年自治区三好学生；2018年校级优秀共青团员；2018年获“第九届东芝杯-中国师范大学理科师范生教学技能创新大赛校内选拔赛三等奖”；2018年学生会优秀工作者；2018年10月“9728太阳集团第十二届教师技能大赛”第二名；2020年度校级优秀毕业论文设计（指导教师：贾晶春）。
硕博阶段：围绕钙钛矿太阳能电池研究方向开展系统性研究工作。相关研究成果已在本领域重要学术期刊发表论文12篇，参与授权专利4项，其中以第一作者身份发表论文及专利如下：
（1）Di Wang†, Saisai Li†, Zijin Ding†, Jian Xu* et al. Yuanzhi Jiang*, Jun Chen, Mingjian Yuan*. Continuously graded-doped SnO₂ enables efficient n-i-p perovskite solar cells [J]. Nature, 2026,https://www.nature.com/articles/s41586-026-10587-4。
（2）Saisai Li†, Yuanzhi Jiang†, Jian Xu†, Di Wang†, Zijin Ding†, et al. Edward H Sargent*, Mingjian Yuan*. High-efficiency and thermally stable FACsPbI3 perovskite photovoltaics [J]. Nature, 2024, 635 (8037), 82.
（3）Di Wang, et al. Mingjian Yuan*. Li-doped chemical bath deposited SnO₂ enables efficient perovskite photovoltaics [J]. ACS Applied Energy Materials, 2022, 5, 5340.
（4）王迪, 袁明鉴,李赛赛. 一种SnO2纳米粒子电子传输层及钙钛矿太阳能电池: 202511370235.4 [P]. 2025-12-02.
（5）袁明鉴, 王迪, 李赛赛, 丁紫津. 一种电子传输层的制备方法及钙钛矿太阳能电池: 202411561814.2 [P]. 2024-11-05.
以联合创始人身份参加中国国际大学生创新大赛获得多项荣誉。南开大学第七届“校长杯”创新创业大赛创业赛高教主赛道中二等奖；中国国际大学生创新大赛（2025）天津赛区高教主赛道亚军、高教主赛道金奖；最终获中国国际大学生创新大赛银奖等荣誉。
