中国科学院宁波材料技术与工程研究所葛子义研究员与刘畅研究员带领的团队，在全钙钛矿叠层太阳能电池领域取得重要进展。他们开发了一种基于化学硬度理论的结晶调控策略，在刚性器件上实现了30.3%的认证功率转换效率，柔性器件认证效率达到28.0%。相关研究成果发表在《自然-纳米技术》期刊上。

全钙钛矿叠层太阳能电池由宽带隙和窄带隙子电池组成，能够比单结器件更高效地利用太阳光谱。然而，多组分钙钛矿薄膜在成膜过程中容易出现成核和结晶速率不匹配的问题，导致垂直组分分布不均、缺陷增多，限制了器件效率与稳定性的提升。

针对这一难题，研究团队基于硬软酸碱理论，设计了具有选择性配位能力的阴离子添加剂。研究发现，二氟草酸硼酸根离子可有效调控宽带隙钙钛矿的卤素结晶行为，四氟硼酸根离子则适用于窄带隙锡铅钙钛矿体系。两种添加剂能够选择性地与前驱体配位，同步成核与晶体生长过程，抑制垂直相分布不均，提高薄膜均匀性。

结构分析与光学表征显示，该策略促进了均匀成核与均匀晶体生长，同时抑制了通常会导致缺陷和应力积累的卤化物重新分布。优化后，宽带隙子电池效率从18.5%提升至20.1%，窄带隙子电池从21.6%提升至23.3%。在单片双端叠层结构中，刚性器件峰值效率达30.3%，开路电压2.16 V，填充因子85.2%。

在运行稳定性方面，优化后的刚性器件在最大功率点连续跟踪1000小时后，仍保持初始效率的92%。柔性叠层器件效率达到28.2%，经认证为28.0%，并在10000次弯曲循环后仍保持初始效率的95.2%。

该研究揭示了复杂组分钙钛矿中不同步结晶与组分不均一的形成机制，建立了调控多组分钙钛矿体系结晶的通用化学原理，为兼顾刚性与柔性器件效率与耐久性提供了技术路径。