近日，中國科學院大連化學物理研究所薄膜太陽能電池研究組研究員劉生忠團隊與陜西師范大學研究員楊棟團隊合作，利用咪唑基離子液體鈍化鈣鈦礦的表面、改善鈣鈦礦薄膜的電荷傳輸，從而制備出高效率的鈣鈦礦電池。
鈣鈦礦薄膜作為鈣鈦礦電池的核心部件，是影響電池性能和穩(wěn)定性的關(guān)鍵，其一般是通過前驅(qū)體溶液揮發(fā)溶劑制備。在制備過程中，由于鈣鈦礦薄膜容易在其結(jié)晶的晶界和表面產(chǎn)生缺陷，導(dǎo)致鈣鈦礦易被分解以及產(chǎn)生非輻射復(fù)合，嚴重影響了鈣鈦礦電池的性能。因此，開發(fā)出可制備具有較少缺陷的高效鈣鈦礦電池技術(shù)尤為重要。目前，表面鈍化因其易于應(yīng)用而被認為是減少缺陷最有效方法之一。
大連化物所利用咪唑基離子液體提高鈣鈦礦電池效率
該團隊利用1,3-二甲基-3-咪唑六氟磷酸(DMIMPF6)離子液體鈍化鈣鈦礦表面，降低了鈣鈦礦與空穴傳輸層之間的能壘。理論計算和實驗結(jié)果表明，[DMIM]+與鈣鈦礦表面的Pb2+結(jié)合，可以有效鈍化Pb-I反位點缺陷，從而顯著抑制非輻射復(fù)合，使鈣鈦礦電池效率從21.09%提高到23.25%。該團隊還發(fā)現(xiàn)，離子液體中[BMIM]+陽離子和[BF4]-陰離子對提高太陽能電池的性能都起到了積極的作用。該工作進一步證實了離子液體摻雜技術(shù)可增強鈣鈦礦電池的性能。
相關(guān)工作發(fā)表在《德國應(yīng)用化學》（Angewandte international Edition Chemie）上。該工作得到國家自然科學基金、國家重點研究項目、中科院A類先導(dǎo)專項“臨近空間科學實驗系統(tǒng)”、國家大學研究基金、111項目、知識創(chuàng)新工程項目的資助。
