單片全鈣鈦礦串聯太陽能電池為超越單結太陽能電池的效率極限提供了一種有前途的方法。然而，寬帶隙鈣鈦礦子電池中大量的開路電壓損失阻礙了功率轉換效率的進一步提高。
鑒于此，南京大學譚海仁教授、林仁興助理教授和瑞士洛桑聯邦理工學院Michael Gr?tzel教授開發了寬帶隙鈣鈦礦薄膜，其改進了(100)晶體取向，抑制了非輻射復合。研究表明，在薄膜表面使用二維鈣鈦礦作為中間相可促進結晶過程中沿(100)三維鈣鈦礦面的異質成核。通過表面成分工程增加二維相的數量，可以實現優選的(100)取向，而無需過多的二維配體，否則會阻礙載流子傳輸。作者證明了1.78eV寬帶隙鈣鈦礦太陽能電池的開路電壓為1.373V，填充因子高達84.7%。在最大功率點條件下測量，全鈣鈦礦串聯太陽能電池的開路電壓為2.21V，認證功率轉換效率為29.1%。相關研究成果以題為“All-perovskite tandem solar cells achieving >29% efficiency with improved (100)-orientation in wide-bandgap perovskites”發表于最新一期《Nature Materials》上。南京大學特任副研究員劉洲、助理教授林仁興、碩士生殷夢然和新加坡國立大學教授魏明陽為論文共同第一作者，南京大學為第一通訊單位。值得一提的是譚海仁教授已發5篇NS正刊，5篇Nature Energy。
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