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世界性难题破题!多功能“离子液体”溶剂制备钙钛矿光伏材料问世

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发表于 2021-04-07 18:29 超大游击队员 | 显示全部楼层 |阅读模式

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科技日报记者 史俊斌 通讯员 赵珍 王翠萍

北京时间今天(3月26日)凌晨,国际顶尖学术期刊《科学》)在线发表了中国科学院院士、西北工业大学黄维教授科研团队的最新研究成果——《室温、高湿度稳定的钙钛矿太阳能电池》,其独创性地提出以一种多功能的“离子液体”作为溶剂来替代传统的有毒的有机溶剂制备钙钛矿光伏材料,实现了功能导向、择优设计、绿色无毒、稳定高效的离子液体钙钛矿光伏制备成套技术,且制备的材料稳定性高、制备工艺简单,解决了传统钙钛矿光伏材料制备过程中的世界性难题,开创了太阳能光伏材料的新纪元,  

能源低碳发展关乎人类未来。钙钛矿光伏材料的研究已经成为全球科学家追逐的“热点”,它相比传统太阳能电池板中使用的硅晶体,不仅更便宜、更轻薄、可变型,同时成本也更低廉、更环保,在应用范围上将产生颠覆性变革。但这种材料的研究却始终存在许多“痛点”。如以甲脒基钙钛矿为代表的钙钛矿光伏材料非常“敏感”,在空气中极易发生相转变,极大地制约了其量产等。

经过离子液体制备的FAPbI3材料,其内部结构变得整齐有规律(右),大大提高了材料的稳定性和光电转化效率。

西工大黄维院士团队长期致力于钙钛矿光伏材料研究,将研究的焦点集中在钙钛矿光伏材料的制备工艺上,通过原始创新解决材料不稳定、光电转化率不高、工艺制备复杂且污染性较高等卡脖子难题。

寻找“一种环境友好、物理化学性质稳定、可调和的溶剂”是其科技创新的突破口。“从一开始,我们就跳出了钙钛矿光伏材料制备的传统思路。”团队骨干成员、南京工业大学陈永华教授对科技日报记者说:“将离子液体溶剂引入制备过程后,钙钛矿光伏材料的制备过程变得非常简单,且整个过程完全可以在室温、空气中和高湿度的环境下进行,更令人惊喜的是,通过这一工艺制备的钙钛矿材料稳定性和光电转化率都大大增加”。

“离子液体就像是草原上的‘牧羊犬’,在‘羊群’也就是钙钛矿的分子成分中起到了发号施令、排兵布阵的作用,它稳定队形后便无声退出了。这个新队形就是我们想要得到的钙钛矿电池的稳定性。”团队“大师兄”晁凌锋把科学原理解释得惟妙惟肖。

“未来,沙漠腹地、楼宇外墙、手机等都不再需要传统电池,只需要一块更低廉、更清洁,薄如纸张的钙钛矿太阳能电池就能够满足所需。此项科技成果还可以应用在柔性可穿戴、航天器搭载等重要领域。”黄维院士认为,走入科研的“无人区”,考验着科研工作者的能力水平,也体现着科学报国的初心与情怀。“我们所做的,正是坚定不移走中国特色自主创新的道路。一要超前谋划,独辟蹊径,开辟一个领域;二要牵住‘牛鼻子’,对偶然现象多加思考,攻克薄弱环节;三要‘非对称’赶超,在卡脖子的地方下大功夫。”
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 楼主| 发表于 2021-04-07 18:29 超大游击队员 | 显示全部楼层
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发表于 2021-04-07 22:27 | 显示全部楼层

RE: 世界性难题破题!多功能“离子液体”溶剂制备钙钛矿光伏材料问世

经过离子液体制备的FAPbI3材料,其内部结构变得整齐有规律(右),大大提高了材料的稳定性和光电转化效率






离子液体及其制备的钙钛矿太阳能电池


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发表于 2021-04-08 06:27 | 显示全部楼层
这个要是可以产业化,前途无量啊
继续大力研发吧
很多东西 实验室容易,产业化难啊
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