“双碳”目标是我国作出的重大战略决策，发展清洁低成本的太阳能光伏发电，是实现这一战略目标的重要途径与技术保障。现有的晶硅太阳能电池已实现大规模的应用，但其光电转换效率日趋产业化极限效率；光伏发电的成本与电池效率密切关联，效率每提升1%绝对值，发电成本可降低7%。因此，发展更高效率的新型光伏技术，突破传统晶硅电池的极限效率，进一步降低光伏发电成本，就成为实现“双碳”目标的关键研究课题。构建叠层电池是大幅提升电池效率的最有效途径，双结叠层电池的理论效率可达45%，远高于单结电池的S-Q极限效率33%；传统的III-V族半导体叠层电池虽已经实现较高效率，但制备工艺复杂且成本昂贵。通过串联宽/窄带隙钙钛矿子电池构筑的钙钛矿/钙钛矿（或称“全钙钛矿”）叠层电池兼备高效率和低成本的突出优点，是下一代高效率低成本的重要光伏技术。南京大学谭海仁教授与多伦多大学Edward H. Sargent 教授联合提出通过钝化窄带隙钙钛矿晶粒表面缺陷来提升薄膜的载流子扩散长度，从而制备出具有较厚吸光层和更高短路电流密度的电池，以为实现更高效率的叠层电池奠定基础。在本项研究工作中，通过分子动力学模拟研究发现，常用的钝化分子苯乙铵阳离子(PEA)在钙钛矿结晶过程中（温度大约100°C），与钙钛矿晶粒表面的吸附较弱，未能完全钝化表面缺陷位点。而通过结构设计来调控钝化分子的极性，采用铵基端正电性更强的4-三氟甲基苯铵阳离子(CF3-PA)作为窄带隙钙钛矿的钝化分子，就可以有效提升钝化分子在结晶温度下与缺陷位点的吸附能力。经国际权威机构JET第三方认证，研制的全钙钛矿叠层电池稳态光电转换效率高达26.4%，在国际上首次超越单结钙钛矿电池的最高认证效率25.7%。研究成果以All-perovskite tandem solar cells with improved grain surface passivation为题发表于Nature。