近日，我所薄膜太阳能电池研究组（DNL1606）刘生忠研究员团队采用1-乙基-3-甲基咪唑溴盐的离子液体在钙钛矿薄膜表面形成离子液体覆盖层降低缺陷密度将钙钛矿电池效率提升至24.33%，同时保持高效率的情况下能有效提升稳定性。进一步研究表明，离子液体中的Br^-通过与未配位的Pb²⁺结合钝化，从而提高器件的性能和稳定性。相关结果发表在《先进能源材料》（Advanced Energy Materials）上（https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202103491）

      我们课题组在之前的研究中发现离子液体中[BMIM]⁺阳离子和[BF4]^-阴离子对器件性能的提高都起到了积极的作用（Angewandte Chemie International Edition 2021, 60 (8), 4238-4244）。在此基础上，我们继续开发离子液体在钙钛矿电池中的应用，为FAPbI₃钙钛矿型太阳能电池开发了一种优良的离子液体缺陷钝化策略，该策略通过锚定表面Pb²⁺和I^-并通过与选定的1-乙基-3-甲基咪唑溴盐（[EMIM]Br）离子液体原位反应在表面形成薄的离子液体钙钛矿覆盖层。离子液体可以通过与软钙钛矿薄膜形成强化学键来稳定钙钛矿，这可以在很大程度上阻止钙钛矿成分的损失，并抑制晶界和界面处的陷阱态密度。因此，这种钝化效应同时提高了钙钛矿效率和器件稳定性。具体而言，覆盖层改性策略延长了载流子复合寿命，并将开路电压（Voc）提高到1.192 V相当于理想开压只有0.35 V的损耗。对于结构为FTO/SnO2/钙钛矿/CL/spiro-OMeTAD/Au的完整器件，我们获得了高达24.33%，同时，在实际面积为10.75cm²上的mini-module效率达到20.33%。

  本研究得到了国家自然科学基金、国家重点研究项目、中国科学院战略先导研究划、国家大学研究基金、111项目、知识创新工程项目的资助。