beplay2网页登录陝西站訊 2021年3月26日，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製備鈣鈦礦光伏材料，用這一方法製備的材料具有穩定性高、製備工藝簡單等優勢。相關研究成果解決了傳統鈣鈦礦光伏材料製備過程中的世界性難題，實現了光伏領域的重大突破。

　　南京工業大學碩士研究生惠煒、西北工業大學博士研究生晁淩鋒及南京工業大學碩士研究生蘆薈為本文共同第一作者。

　　在“羊群”中放入“牧羊犬”，

　　解決鈣鈦礦光伏材料製備痛點

　　“基礎科研就是要做別人沒有做過的東西，要產生引領性成果，讓全世界跟著我們去做。”黃維院士經常這樣對團隊說：“原始創新是從‘0到1’的突破，常常意味著漫長而艱難的探索，但卻可能產生顛覆性的變革，帶來顛覆性的技術和產品。”

　　通過離子液體製備鈣鈦礦光伏材料這一重大進展，便是這樣從0到1的突破。

離子液體及其製備的鈣鈦礦太陽能電池

　　能源低碳發展關乎人類未來。當今世界，解決不斷增長的能源需求與可持續發展之間的矛盾，是所有國家的共同目標。“碳中和、碳達峰”更是成為我國“十四五”汙染防治攻堅戰的主攻目標。

　　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矽晶體，不僅更便宜、更輕薄、可變型，同時成本也更低廉、更環保，在應用範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、樓宇外牆、手機等都不再需要傳統電池，隻需要一塊更低廉、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。” 團隊“大師兄”晁淩鋒對鈣鈦礦光伏材料應用前景充滿信心。

團隊研發的可折疊柔性電子產品

　　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，極大地製約了其量產。

　　黃維院士團隊致力於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、工藝製備複雜且汙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製備工藝上。

　　要解決製備工藝的問題，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製備的傳統思路。”南京工業大學陳永華教授說。將離子液體溶劑引入製備過程後，鈣鈦礦光伏材料的製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，通過這一工藝製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”。

經過離子液體製備的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。