2024年7月25日，课题组赵晓明教授以第一作者身份在Science期刊发表题为“Operationally stable perovskite solar modules enabled by vapor-phase fluoride treatment”的研究论文，南京航空航天大学航空学院博士生张培琨、英国剑桥大学物理系Liu Tianjun为论文共同第一作者，张助华教授、郭万林院士为论文共同通讯作者。

  该研究开发了一种在环境压力下进行的可扩展气相氟化物处理，以均匀稳定钙钛矿表面。与基于溶液的处理方法不同，研究人员将甲脒碘化铅薄膜暴露在密封室内加热氟化铵产生的氟化氢蒸汽中，缓解了稳定层溶液涂覆过程中蒸发驱动的浓度波动。强氟化铅键抑制了缺陷的形成，并固定了表面附近的阴离子。因此，PSCs的性能和稳定性可以在很大的尺寸范围内得到一致增强。研究人员在4px²的单电池和5700px²的太阳能模块上分别实现了24.8%和18.1%的PCE，与类似尺寸的性能最佳太阳能模块相当。更重要的是，一系列加速老化测试表明，T₈₀的本征寿命（达到剩余效率80%的时间）为43,000±9000小时，相当于在30°C下连续运行超过4年。气相处理太阳能模块提取的降解活化能为0.61eV，与文献报道的最稳定电池的降解活化能相当，缩小了电池与模块之间的稳定性差距。该研究结果为获得均匀稳定的钙钛矿薄膜、用于制造高效稳定的太阳能模块或其他基于钙钛矿的设备铺平了道路。

  总之，该研究证明了气相处理对于大面积太阳能模块和单电池装置同样有效。增强的性能源于活性分子与整个薄膜的均匀相互作用，从而实现大面积器件的均匀稳定。因此，在5700px²的钙钛矿太阳能电池组件上实现了超过18%的PCE，与类似尺寸的最佳太阳能电池组件相当。更重要的是，在30°C温度条件下连续运行，太阳能模块的预计本征寿命达到4.3 ± 0.9 ×10⁴小时。该模块获得的降解活化能与最先进的小面积太阳能电池相当，这表明模块的本征稳定性并不比电池差，从而缩小了电池与模块之间的稳定性差距。该研究使用的气相处理方法可以很容易地推广到其他类型的器件，例如钙钛矿发光二极管和晶体管，并且可以指导使用其他分子（例如离子液体和卤化物盐）进行表面稳定，从而进一步促进钙钛矿技术从实验室向市场的过渡。