多功能“离子液体”溶剂制备钙钛矿光伏材料问世

　　3月26日，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。

　　离子液体及其制备的钙钛矿太阳能电池

　　团队研发的可折叠柔性电子产品

　　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。

　　科研人员在实验室制备钙钛矿光伏材料

　　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。”