近日，中国科学院院士、南京航空航天大学教授郭万林团队提出一种全新的基于气相的钙钛矿处理方法，并研制出面积超过200平方厘米、效率超过18%、持续运行寿命超过4万小时的钙钛矿电池。相关成果刊发于国际学术期刊《科学》。
当前，小于0.1立方厘米的金属卤化物钙钛矿太阳能电池（PSC）的光电转换效率已经超过26%，接近基于硅的商业技术水平。然而，PSC面临着长期运行稳定性不足的难题。为此，科学家们尝试用液相处理方法等来钝化钙钛矿材料表面的缺陷，抑制材料运行环境下的老化，实现了能长达数千小时稳定运行的太阳能电池，但器件的尺寸仅为数平方厘米，无法满足商业化需求。如何在保持高持续效率前提下制备大面积长效稳定的PSC成为该研究领域的重大挑战。
鉴于此，研究团队开创性地发展了一种全新的基于气相的处理方法——气相氟蒸汽处理方法，能在常压下与钙钛矿表面进行大面积均匀钝化反应。与基于液相的方法不同，气相氟化处理能够在整个薄膜表面实现均匀的反应物分布，并形成稳固的化学键，抑制缺陷的形成并锚定表面附近的阴离子。采用该方法制备出稳定超过18%，持续运行寿命超过4万小时，面积达到200平方厘米的钙钛矿电池，是将钙钛矿材料由基础研究推向应用的一项里程碑式进展。