钙钛矿薄膜作为钙钛矿电池的核心部件，是影响电池性能和稳定性的关键，其一般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结晶的晶界和表面产生缺陷，导致钙钛矿易被分解以及产生非辐射复合，严重影响钙钛矿电池的性能。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，表面钝化因其易于应用而被认为是减少缺陷最有效方法之一。
研究团队利用1,3-二甲基-3-咪唑六氟磷酸(DMIMPF6)离子液体钝化钙钛矿表面，降低了钙钛矿与空穴传输层之间的能垒。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，使钙钛矿电池效率从21.09%提高到23.25%。该研究还发现，离子液体中[BMIM]+阳离子和[BF4]-阴离子对提高太阳能电池的性能都起到积极作用。该研究进一步证实了离子液体掺杂技术可增强钙钛矿电池的性能。
相关成果发表在《德国应用化学》(Angewandte international Edition Chemie)上。研究工作得到国家自然科学基金、国家重点研究项目、中科院战略性先导专项(A类)“临近空间科学实验系统”、国家大学研究基金、高等学校学科创新引智计划、中科院知识创新工程的资助。
大连化物所利用咪唑基离子液体提高钙钛矿电池效率
