对于传统的半导体材料和器件来说，控制电掺杂的分布以构建内部电场是提高载流子提取效率的常用方法。因此，电掺杂对于构建高性能器件具有重要意义。
近年来，随着器件性能的快速提升，有机-无机杂化卤化铅钙钛矿材料已成为最有前途的新型半导体材料。
一般认为卤化铅钙钛矿是双极半导体，难以实现电掺杂，而且由于钙钛矿的载流子扩散长度较大，也普遍认为不需要内部电场来进行载流子收集。另外，测得的钙钛矿载流子浓度通常在1013至1014cm-3的数量级，这不足以形成用于载流子提取的有效电场。
针对上述问题，合作通过多种表征方法证明，分子远程掺杂可以控制卤化铅钙钛矿薄膜的电荷类型和浓度，并在三维结构表面制备n型低维结构，形成垂直异质结促进载流子收集，导致钙钛矿堆叠太阳能电池效率超过27%。
为了准确测量钙钛矿的电学特性，本工作制备了基于十字指电极阵列的钙钛矿场效应晶体管，并采用脉冲栅电压法进行电学测试，抑制离子迁移引起的迟滞，实现了钙钛矿场效应晶体管的精确校准。卤化铅钙钛矿的掺杂浓度。
未掺杂的薄膜表现出双极性质，掺杂乙二胺分子的薄膜表现出n型性质，电荷密度接近1016水平，而用苄基铵处理的薄膜表现出p型性质。紫外光电子能谱和开尔文探针测试得到的薄膜电位的变化与电掺杂浓度的变化一致，进一步证实了薄膜上的远程分子电掺杂。
此外，类似结构的二铵离子的掺杂也可以增强表面电位(n型掺杂)，并且可以通过改变乙二胺离子的浓度来实现表面电位的连续调节。这些表征进一步证实二铵离子可以有效地对钙钛矿薄膜进行电掺杂。
为了了解分子掺杂机制，研究人员利用第一性原理计算研究了乙二胺离子的掺杂结构，发现乙二胺阳离子可以取代Pb+I的两个相邻离子，从而形成n型掺杂，而对于两个离子基于苯乙基铵的维钙钛矿，Pb+I空位缺陷的形成能降低，产生p型掺杂。分子掺杂带来的多重离子取代为薄膜的电掺杂提供了解释。
基于对钙钛矿电子掺杂特性的认识，研究人员进一步通过乙烯二铵离子和苯乙基铵离子共掺杂，在钙钛矿薄膜表面制备了n型低维结构，与底层双极形成异质结。三维结构，降低界面电子传输势垒，提高载流子提取效率。
通过瞬态吸收光谱和瞬态光电流测量来表征载流子的传输速度，证实表面异质结的形成加速了载流子的提取。此外，表面低维结构有效钝化钙钛矿表面，减少界面缺陷。
采用三维到低维异质结有效提升了倒置结构宽带隙钙钛矿太阳能电池的电流和电压，第三方认证效率达到19.3%。此外，宽带隙和窄带隙钙钛矿组合制备的叠层太阳能电池的效率超过27%。
该方法也在普通带隙钙钛矿电池中得到验证，有效提高了器件效率。此外，表面异质结的构建加速了载流子的提取，有效减少了表面电荷的积累，抑制了器件中的离子迁移，增强了器件的稳定性。