撰文丨王聰

編輯丨王多魚

排版丨水成文

自然光照下的光暗循環變化會引發鈣鈦礦太陽能電池中不可逆的離子遷移現象，對其長期戶外運行穩定性構成重大挑戰。

2025 年 5 月 29 日，南京航空航天大學郭萬林院士、趙曉明教授團隊在國際頂尖學術期刊Science上發表了題為：Vapor-assisted surface reconstruction enables outdoor-stable perovskite solar modules 的研究論文。

該研究開發了氣相輔助表面重構技術，抑制了產業級鈣鈦礦太陽能模組在戶外環境下的不可逆退化，在大面積（面積約為 0.8 平方米）產業級鈣鈦礦太陽能模組中的功率轉換效率約為 19.6%，在夏季戶外運行 45 天后仍保持此功率輸出，首次實現與商用晶硅太陽能電池相當的戶外運行穩定性。

在這項研究中，研究團隊通過氣相沉積多齒配體技術隔離鈣鈦礦表面的缺陷八面體結構，有效抑制了離子向電荷傳輸層的遷移，同時降低表面離子缺陷濃度，從而調控光暗循環中離子遷移的動力學過程。

基于上述發現，研究團隊開發的面積為 785 平方厘米的產業級鈣鈦礦太陽能模組，實現了 19.6% 的功率轉換效率，并在 50 攝氏度環境下經 101 次光暗循環后仍保持 97% 以上的初始效率，展現出優異的晝夜循環穩定性。在夏季嚴苛環境下長達 45 天的戶外運行中，該鈣鈦礦太陽能模 組穩定 輸出功率，其穩定性表現與對照晶硅電池組相當。

值得一提的是，2024 年 7 月郭萬林/趙曉明團隊在Science期刊發表了題為：Operationally stable perovskite solar modules enabled by vapor-phase fluoride treatment 的研究論文，開發了氣相氟化技術，實現大面積鈣鈦礦太陽能電池的均勻穩定化。

這兩項研究形成技術閉環，系統性攻克鈣鈦礦光伏產業化進程中“實驗室-產線-戶外”全鏈條穩定性難題，相關技術已申請專利。

論文鏈接：

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adv4280

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adn9453