我國研究人員利用咪唑基離子液體提高鈣鈦礦電池效率
近日,中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所薄膜太陽能電池研究組研究員劉生忠團(tuán)隊(duì)與陜西師范大學(xué)研究員楊棟團(tuán)隊(duì)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(yán)重影響鈣鈦礦電池的性能。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(rèn)為是減少缺陷最有效方法之一。 研究團(tuán)隊(duì)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(shí)驗(yàn)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(diǎn)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%。該研究還發(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積極作用。該研究進(jìn)一步證實(shí)了離子液體摻雜技術(shù)可增強(qiáng)鈣鈦礦電池的性能。 |