图 （A）面向高效太阳能光电转换的应变诱导铷离子掺杂策略；（B）AM1.5G辐照下器件J-V曲线以及稳定功率输出；（C）对照组与目标组光电转换效率与开路电压的箱线图；（D）器件结构示意图；（E）Rb掺杂前后THP薄膜中A位与X位离子分布趋势及其对晶格常数影响的示意图；（F）不同带隙典型钙钛矿太阳能电池的开路电压汇总以及本工作所实现开路电压
在国家自然科学基金项目（批准号：52488201）资助下，南京航空航天大学宣益民院士团队联合瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）Michael Grätzel教授团队在高效光电转换器件研究方面取得进展，相关研究成果以“应变诱导的铷离子掺入宽带隙钙钛矿以降低光电压损失（Strain-induced rubidium incorporation into wide-bandgap perovskites reduces photovoltage loss）”为题于2025年4月3日在线发表在《科学》（Science）杂志上。论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adt3417。
宽带隙钙钛矿材料在高效叠层太阳能电池中具有关键作用，但因小尺寸铷离子（Rb+）的引入易导致非钙钛矿相形成，其稳定掺杂一直是该领域的科学难题。研究团队通过应变调控策略实现突破，提出了“应变诱导铷离子掺杂”策略，使小尺寸的Rb+离子得以稳定嵌入宽带隙三卤化钙钛矿α相中，突破了容忍因子预测极限。该方法实现了材料结构与成分的双重稳定，显著提升了薄膜的结晶质量与能带一致性。
实验所得1.67 eV宽带隙钙钛矿在标准光照下的光致发光量子效率超过14%，准费米能级分裂达1.34 eV，对应的器件开路电压达到1.30 V，占辐射极限的93.5%，创下目前宽带隙钙钛矿中最低光电压损失记录。该成果揭示了“应变协同离子稳定”机制，为理解和协同掺杂与晶格结构间的耦合关系提供了新思路，并为高效、稳定的叠层太阳能电池研发奠定了重要基础。