離子液體鈣鈦礦光伏制備技術(shù)獲突破

近日，《科學》在線發(fā)表了西北工業(yè)大學黃維院士團隊、南京工業(yè)大學教授陳永華團隊的原創(chuàng)性研究成果。他們以一種多功能“離子液體”作溶劑替代傳統(tǒng)有毒有機溶劑制備鈣鈦礦光伏材料，這一方法制備的材料不但具有穩(wěn)定性高、制備工藝簡單等優(yōu)勢，而且解決了傳統(tǒng)鈣鈦礦光伏材料制備過程中的世界性難題，實現(xiàn)光伏領(lǐng)域的重大突破。

目前，全球以“光伏”為代表的可再生能源產(chǎn)業(yè)鏈駛?cè)氚l(fā)展快車道。其中，鈣鈦礦光伏功不可沒，它相比傳統(tǒng)太陽能電池板中使用的硅晶體，不僅更便宜、更輕薄、可變形，成本也更低廉、更環(huán)保，在應用范圍上將產(chǎn)生顛覆性變革。因此，鈣鈦礦光伏材料的研究成為各國科學家追逐的“熱點”。

但鈣鈦礦光伏材料的研發(fā)始終存在許多“痛點”。例如，以甲脒基鈣鈦礦為代表的鈣鈦礦光伏材料非常“敏感”，在空氣中極易發(fā)生相轉(zhuǎn)變，極大地制約了其量產(chǎn)。

研究團隊從一開始就跳出了鈣鈦礦光伏材料制備的傳統(tǒng)思路，將離子液體溶劑引入制備過程，使鈣鈦礦光伏材料的制備過程變得簡單，且整個過程完全可以在室溫、空氣中和高濕度的環(huán)境下進行。

實驗結(jié)果表明，離子液體甲酸甲胺作鈣鈦礦前驅(qū)體溶劑所制備的器件最終實現(xiàn)了高達24.1%的效率，并且在未封裝的條件下在85 ℃持續(xù)加熱和持續(xù)光照下500小時，分別保持其初始效率的80%和90%。

這一新成果實現(xiàn)了功能導向、擇優(yōu)設(shè)計、綠色無毒、穩(wěn)定高效的離子液體鈣鈦礦光伏制備技術(shù)，讓鈣鈦礦光伏材料向大規(guī)模生產(chǎn)應用更進一步。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1126/science.abf7652