國際頂尖學術期刊Science（《科學》）在線發表了西北工業大學黃維院士團隊的研究成果《室溫、高濕度穩定的鈣鈦礦太陽能電池》。
西部網訊（記者 李卓然）今天（3月26日），國際頂級頂尖學術期刊Science（《科學》）在線發表了西北工業大學黃維院士團隊的研究成果《室溫、高濕度穩定的鈣鈦礦太陽能電池》（英譯：Stabilizing black-phase formamidinium perovskite formation at room temperature and high humidity）。此項研究獨創性地提出以一種多功能的“離子液體”作為溶劑來替代傳統的有毒的有機溶劑制備鈣鈦礦光伏材料。相關研究成果解決了傳統鈣鈦礦光伏材料制備過程中的世界性難題，實現了光伏領域的重大突破。
離子液體及其制備的鈣鈦礦太陽能電池。
目前，全球以“光伏”為代表的可再生能源產業鏈駛入發展快車道。其中，鈣鈦礦光伏功不可沒，它相比傳統太陽能電池板中使用的硅晶體，不僅更便宜、更輕薄、可變型，同時成本也更低廉、更環保，在應用范圍上將產生顛覆性變革。因此，鈣鈦礦光伏材料的研究已經成為各國科學家追逐的“熱點”。
“未來，沙漠腹地、樓宇外墻、手機等都不再需要傳統電池，只需要一塊更低廉、更清潔，薄如紙張的鈣鈦礦太陽能電池就能夠滿足所需。同時，還可以應用在柔性可穿戴、航天器搭載等重要領域。”研究團隊成員、西北工業大學博士研究生晁凌鋒對鈣鈦礦光伏材料應用前景充滿信心。
但鈣鈦礦光伏材料的研究卻始終存在許多“痛點”。例如，以甲脒基鈣鈦礦為代表的鈣鈦礦光伏材料非常“敏感”，在空氣中極易發生相轉變，極大地制約了其量產。
團隊研發的可折疊柔性電子產品。
西北工業大學黃維院士團隊致力于鈣鈦礦光伏材料研究，通過原始創新解決材料不穩定、光電轉化率不高、工藝制備復雜且污染性較高等卡脖子難題。在多年的探索中，團隊將研究的焦點集中在鈣鈦礦光伏材料的制備工藝上。
要解決制備工藝的問題，首先要尋找到一種環境友好、物理化學性質穩定、可調和的溶劑。離子液體溶劑便是這樣一種“四兩撥千斤”般的存在。
“從一開始，我們就跳出了鈣鈦礦光伏材料制備的傳統思路。”研究團隊成員、南京工業大學陳永華教授說，將離子液體溶劑引入制備過程后，鈣鈦礦光伏材料的制備過程變得非常簡單，且整個過程完全可以在室溫、空氣中和高濕度的環境下進行，更令人驚喜的是，通過這一工藝制備的鈣鈦礦材料穩定性和光電轉化率都大大增加，“可謂是一石三鳥”。
經過離子液體制備的FAPbI3材料，其內部結構變得整齊有規律（右），大大提高了材料的穩定性和光電轉化效率。
“離子液體就像是草原上的‘牧羊犬’，在‘羊群’也就是鈣鈦礦的分子成分中起到了發號施令、排兵布陣的作用，它穩定隊形后便無聲退出了。這個新隊形就是我們想要得到的鈣鈦礦電池的穩定性。”研究團隊成員、西北工業大學博士研究生晁凌鋒形象地解釋道。
這項研究成果實現了功能導向、擇優設計、綠色無毒、穩定高效的離子液體鈣鈦礦光伏制備技術，為鈣鈦礦太陽能電池的大規模生產利用創造了前提條件。
