钙钛矿薄膜作为钙钛矿电池的核心组成部分,是影响电池性能和稳定性的关键因素,其一般是通过前驱体溶液挥发溶剂制备。在制备过程中,由于钙钛矿薄膜容易在其晶界和表面产生缺陷,导致钙钛矿薄膜易分解和产生非辐射复合,严重影响了钙钛矿太阳电池的性能及其应用。因此,开发出可制备具有较少缺陷的高效钙钛矿电池技术尤为重要。目前,表面“钝化”因其易于实现而被认为是减少缺陷最有效方法之一。
近日,公司刘生忠教授团队利用1,3-二甲基-3-咪唑六氟磷酸盐 (DMIMPF6)离子液体对钙钛矿吸收层表面缺陷进行“钝化”,理论计算和实验结果表明,[DMIM]+与钙钛矿表面的Pb2+结合,可以有效钝化Pb-I反位点缺陷,从而显著抑制非辐射复合,也使电池效率从21.09%提高到23.25%,DMIMPF6离子液体天然疏水,能够阻挡水分子对钙钛矿吸收层的侵蚀,进而有效提高钙钛矿太阳电池器件的环境稳定性。
相关研究成果以题为“High-efficiency perovskite solar cells with imidazolium-based ionic liquid for surface passivation and charge transport”发表于国际顶级期刊《Angewandte Chemie International Edition》上。公司刘生忠教授、杨栋研究员、冯江山副研究员为共同通讯作者,公司博士研究生朱学杰为第一作者。