美国北卡罗来纳大学黄劲松课题组，展示了由Ba²⁺梯度掺杂产生的Sn-Pb钙钛矿上的p-n同质结。本工作表明，0.1 mol% Ba²⁺可以有效地补偿Sn-Pb钙钛矿的p型掺杂，甚至在不改变其带隙的情况下将其转变为n型。 发现Ba2+阳离子停留在间隙位点并作为浅电子供体起作用。此外，Ba²⁺阳离子在钙钛矿薄膜中表现出独特的不均匀分布。大部分钡离子停留在钙钛矿薄膜的顶部600 nm区域，将其转变为弱n型，而薄膜的底部则仍保持为p型。钙钛矿薄膜自上而下的梯度掺杂形成了同质结，具有促进光生载流子提取的内置场，从而增加了光生载流子提取长度。该策略将Sn-Pb钙钛矿单结太阳能电池的效率提高到 21.0%以上，并将单片钙钛矿-钙钛矿串联太阳能电池的效率提高到25.3%（~8mm²小面积电池）和24.1%（~1cm²d大面积电池）。研究结果为选择性降低Sn-Pb钙钛矿薄膜中的空穴密度和改变掺杂类型提供了一种有效的策略，使其能够在钙钛矿薄膜中自发形成有利的同质结，而不需要复杂的多层包覆过程。相关论文以题为：“Gradient Doping in Sn-Pb Perovskites by Barium Ions for Efficient Single-junction and Tandem Solar Cells”发表在ADVANCED MATERIALS上。