5月13日，学院赵奎教授团队在国际顶级期刊《自然》（Nature）上发表题为“Stereoelectronic manipulation of ligands for perovskite solar cells”（钙钛矿太阳能电池配体的立体电子调控）的研究论文。我校为第一单位，2023级博士研究生杨廷欢为第一作者，刘生忠教授、瑞典林雪平大学高峰教授、赵奎教授为共同通讯作者。

图1. 官网论文首页截图

  钙钛矿太阳能电池因卓越功质比和低成本成为下一代光伏技术焦点。如何解决钙钛矿/电子传输层界面处固有的巨大能量损耗成为商业化进程的一个关键问题。针对这一问题，团队提出了一种新颖的有机配体分子电子效应设计方案，通过精准控制配体在钙钛矿/电子传输层界面的吸附构型，巧妙化解界面能量损失难题。

  团队通过将配体中的苯环碳原子替换为氮原子，构建出具有吡啶或嘧啶结构的含氮杂芳环分子，使单个配体同时具备Pb–N配位键和Pb–I–π相互作用两种协同结合模式。这种双重作用驱动配体在钙钛矿表面形成热力学更稳定的平行排列，不仅能够在原子尺度有效消除界面缺陷，还能维持亚纳米级电荷传输通道，实现界面缺陷钝化与高效电荷传输的协同统一。基于该设计策略，钙钛矿太阳电池获得国际领先认证效率（第三方认证27.41%，稳态26.85%），并展现出普适性和可扩展性：在宽带隙（1.68 eV）器件中实现了24.04%（认证23.04%）的效率；在1cm²级器件上实现了26.40%（认证25.62%）的效率，13.95 cm²级的微型组件实现了24.74%的效率。在户外真实环境连续运行258天后，器件仍保持85.8%的初始效率，验证了该策略对器件稳定性提升的有效性。

图2. 配体立体电子调控策略

图3. 钙钛矿太阳电池的光电性能和稳定性

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-026-10626-0

课题组简介：

  赵奎，陕西师范大学二级教授，博士生导师，国家级青年人才、陕西省领军人才。聚焦薄膜光伏材料成材机制和器件，以通讯作者身份发表论文140余篇，课题组获陕西省自然科学二等奖等多个奖项，承担国家重大项目和课题等多项任务。

 撰稿：赵奎  审核：秦文静