钙钛矿光伏材料制备取得重大突破

3月26日，中国科学院院士黄维、南京工业大学先进材料研究院陈永华教授团队提出的以一种多功能的离子液体作为溶剂制备钙钛矿光伏材料的原创技术在线发表在顶级期刊《科学》上。该技术不仅让黑相甲脒铅碘钙钛矿在室温、高湿度环境下保持稳定，还替代了传统有毒的有机溶剂，解决了钙钛矿光伏材料制备过程中的世界性难题，实现了光伏领域的重大突破。

钙钛矿光伏材料具有轻薄、低廉、环保、柔性等优势，但却怕水、怕空气，尤其是以甲脒基钙钛矿为代表的钙钛矿光伏材料，因此，需要在惰性气体下才能制备。另外，在现有认知范围内，只有不超过5种溶剂被应用到钙钛矿材料中，但是这些溶剂均是有毒溶液。这些痛点使得钙钛矿材料的扩大应用举步维艰。

于是，该团队将研究聚焦到寻找一种环境友好、物理化学性质稳定、可调和的溶剂上。甲脒基钙钛矿由于其优异的性质被认为是接近理论极限效率最有希望的材料，然而其稳定性差，极易在高湿度条件下分解。研究团队从多功能离子液体溶剂的结构设计和制备出发，发现离子液体甲酸甲胺的羰基可以与碘化铅中的铅产生螯合作用，胺基与碘形成氢键作用。

实验结果表明，离子液体甲酸甲胺作钙钛矿前驱体溶剂所制备的器件最终实现了高达24.1%的光电转化效率，并且未封装的器件在85 ℃持续加热和持续光照下，分别保持其初始效率的80%和90%达500小时。未来5年，该团队将致力于实现将钙钛矿太阳能电池片从0.1平方厘米放大到100平方厘米，真正实现钙钛矿电池额产业化大规模应用。