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华体会体育Nano Energy:揭示离子液体作为高效、耐用钙钛矿光伏电池添加剂的化学结构依赖性

2024-04-11 05:24:52
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  离子液体(IL)因其具有出色的环境友好性、稳定性和溶剂化能力而闻名。更重要的是,其化学结构的可调性和可配置性在促进钙钛矿结晶和减轻缺陷方面显示出巨大潜力。因此,IL在钙钛矿太阳能电池(PSC)研究领域备受青睐。目前为止,大多数研究都集中在不同阴离子的IL对器件性能调制的影响,以探索具有合适化学结构的IL在PSC领域的选择原理,比如对结晶过程的调节和缺陷钝化。然而,现有的研究缺乏关于阳离子在PSC领域应用的报道,其在钙钛矿结晶过程中的具体作用及其对钙钛矿器件的影响在很大程度上仍未被探索。

  近日,深圳职业技术大学胡汉林&香港理工大学李刚&武汉理工朱泉峣等人在Nano Energy上发表最新成果,该研究利用飞行时间二次离子质谱(TOF-SIMS)验证了1-羧甲基-3-甲基咪唑氯(C-EMIMCl)中的羧基官能化阳离子和阴离子在钙钛矿膜中的差异分布,并系统地探索了羧基功能化咪唑阳离子的IL添加剂与传统咪唑基的同类添加剂在钙钛矿器件性能的各个方面的影响,包括化学相互作用、钙钛矿结晶过程、膜形态、缺陷钝化和光伏性能等。结果显示,经C-EMIMCl处理的PSC冠军器件的功率转换效率(PCE)为24.21%,在30%±5%的相对湿度下,相应的PSCs在2000 h内可以保持91.8%的原始PCE。

  论文的第一作者为博士研究生王非,通讯作者为深圳职业技术大学胡汉林副教授,香港理工大学李刚教授和武汉理工大学朱泉峣教授。

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