运用多功能的离子液体改善CH_3NH_3PbI_3钙钛矿的热稳定性
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- 论文作者：杜京伦 ; 王莹琳 ; 赵桂莺 ; 张宇 ; 张昕彤
- 年：2017
- 作者机构：东北师范大学紫外光发射材料与技术教育部重点实验室;
- 论文关键词：钙钛矿太阳能电池 ; 热稳定性 ; 离子液体
- 会议召开时间：2017-05-27
- 会议录名称：第四届新型太阳能电池学术研讨会论文集
- 英文会议录名称：Abstract Book of the 4th Conference on New Generation Solar Cells
- 语种：中文
- 分类号：TM914.4
- 学会代码：ZKYQ
- 会议名称：第四届新型太阳能电池学术研讨会
- 会议地点：中国北京
- 主办单位：中国可再生能源学会光化学专业委员会
- 学会名称：中国科学院物理研究所清洁能源实验室
- 页数：1
- 文件大小：810k
- 原文格式：D
- 会议级别：全国
摘要
钙钛矿太阳能电池本身的稳定性问题一直制约着它的发展。其中,参照国际标准(IEC 616461气候室测试),在85℃下的长期稳定性是用来评判太阳能电池的适应性的重要依据~([1])。因此,提高钙钛矿光伏材料本身的热稳定性仍然是一个亟待解决的课题。含甲胺(MA)型钙钛矿材料不稳定的原因之一是其中的MA易脱离钙钛矿晶格,另外一个原因是其中不稳定的缺陷和晶界部分在外界的刺激下会首先分解。我们着眼于含MA型钙钛矿材料不稳定性的原因,通过添加1-丁基-3-甲基咪唑溴盐(BMIBr)的方式达到提升钙钛矿材料热稳定性的目的。离子液体的功能主要体现在两方面:首先,BMI~+离子与MA~+分子之间所存在的氢键会对MAPbI_3的分解起到阻碍作用。其次,离子液体可以凭借其溶剂效应促进晶体的生长,继而减少了会优先分解的晶界和缺陷部分。除此之外,离子液体通常都具有较好的电导率,极低的蒸汽压并且可以稳定的存在于钙钛矿薄膜当中。NMR与SEM数据验证了MAI与BMIBr之间的氢键以及BMIBr的促进晶粒生长的作用。我们对掺入离子液体与未掺杂离子液体的样品进行了材料以及电池性能的热稳定性测试。我们观测到掺杂离子液体的钙钛矿可以经受住85℃,50 min的加热处理,而不掺杂的薄膜则会在加热初期就开始分解。同时,在BMIBr的帮助下,钙钛矿太阳能电池的热稳定性也得到了相应提升。这种方法为钙钛矿光伏器件的稳定性的改善提供了新思路。
引文
[1]Conings,B.;Drijkoningen,J.;Gauquelin,N.;et al.Adv.Energy Mater.2015,1500477.