叠层太阳能电池（TSCs）由两层子电池垂直堆叠而成，每个子电池负责吸收不同波长范围的太阳光，因此整体能量利用率明显高于单结太阳能电池。全钙钛矿叠层太阳能电池被视为下一代光伏技术的重要方向，其理论效率有望超过 40%。

然而，在实际器件中，宽带隙（WBG）与窄带隙（NBG）钙钛矿子电池在结晶动力学方面存在不匹配问题，容易引发相分离和缺陷积累，从而限制器件性能的进一步提升。

为应对这一难题，中国科学院宁波材料技术与工程研究所葛子怡教授和刘畅教授团队提出了一种集成的胶体化学调控策略，显著提升了全钙钛矿叠层太阳能电池的性能，使器件光电转换效率（PCE）达到 29.76%。相关成果发表在《Joule》期刊上。

研究团队构建了一套统一的羧酸盐调节剂体系，引入两种具有梯度特性的羧酸盐阴离子——酒石酸根（Ta⁻）和柠檬酸根（Cit⁻），分别精细调控宽带隙与窄带隙子电池的成核与结晶过程。

在宽带隙子电池中，Ta⁻ 能稳定 Pb²⁺ 的配位环境，有效抑制相分离，并促进晶体均匀、有序生长；在窄带隙胶体体系中，Cit⁻ 则优化了锡-碘键结构，钝化 Sn²⁺ 相关缺陷，同时提升电荷传输性能。

此外，胆碱阳离子与上述羧酸盐调节剂协同作用，在晶体-胶体界面处钝化配位不饱和的金属离子，构建出更加稳固的稳定化基质，从整体上改善了多结晶体的生长质量。

借助这一集成胶体化学策略，优化后的全钙钛矿叠层太阳能电池实现了 29.76% 的光电转换效率，并通过认证获得 29.22% 的效率值。器件在最大功率点跟踪条件下连续运行 700 小时后，仍保持超过 90.2% 的初始效率，展现出优异的运行稳定性。

在器件尺寸放大方面，面积为 1 平方厘米的叠层电池同样取得了 28.87% 的高效率，表明该胶体化学调控策略具有良好的可扩展性。

研究人员指出，这一工作为多结钙钛矿晶体生长的协同调控提供了一种通用方法，为高效率全钙钛矿叠层太阳能电池的产业化应用奠定了重要基础。