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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(guò)前驅(qū)體溶液揮發(fā)溶劑制備。在制備過(guò)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)重影響了鈣鈦礦電池的性能。因此，開(kāi)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。

該團(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(jì)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%。該團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)，離子液體中[BMIM]+陽(yáng)離子和[BF4]-陰離子對(duì)提高太陽(yáng)能電池的性能都起到了積極的作用。該工作進(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。

相關(guān)工作發(fā)表在《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》（Angewandte international Edition Chemie）上。該工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)研究項(xiàng)目、中科院A類先導(dǎo)專項(xiàng)“臨近空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”、國(guó)家大學(xué)研究基金、111項(xiàng)目、知識(shí)創(chuàng)新工程項(xiàng)目的資助。

參考資料

[1]中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所，我所利用咪唑基離子液體提高鈣鈦礦電池效率