研究人員利用咪唑基離子液體提高鈣鈦礦電池效率

2020-12-12 中科院之聲

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陝西師範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，從而製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定性的關鍵，其一般通過前驅體溶液揮發溶劑製備。在製備過程中，由於鈣鈦礦薄膜容易在其結晶的晶界和表面產生缺陷，導致鈣鈦礦易被分解以及產生非輻射複合，嚴重影響鈣鈦礦電池的性能。因此，開發出可製備具有較少缺陷的高效鈣鈦礦電池技術尤為重要。目前，表面鈍化因其易於應用而被認為是減少缺陷最有效方法之一。

研究團隊利用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。理論計算和實驗結果表明，[DMIM]+與鈣鈦礦表面的Pb2+結合，可以有效鈍化Pb-I反位點缺陷，從而顯著抑制非輻射複合，使鈣鈦礦電池效率從21.09%提高到23.25%。該研究還發現，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積極作用。該研究進一步證實了離子液體摻雜技術可增強鈣鈦礦電池的性能。

相關成果發表在《德國應用化學》（Angewandte international Edition Chemie）上。研究工作得到國家自然科學基金、國家重點研究項目、中科院戰略性先導專項（A類）「臨近空間科學實驗系統」、國家大學研究基金、高等學校學科創新引智計劃、中科院知識創新工程的資助。

大連化物所利用咪唑基離子液體提高鈣鈦礦電池效率

來源：中國科學院大連化學物理研究所

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