記者26日從西北工業(yè)大學(xué)獲悉，科研團(tuán)隊(duì)研究出以一種多功能的離子液體作為溶劑，替代傳統(tǒng)有毒有機(jī)溶劑，制備鈣鈦礦光伏材料，具有穩(wěn)定性高、制備工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)。相關(guān)研究成果解決了傳統(tǒng)鈣鈦礦光伏材料制備中的世界性難題，實(shí)現(xiàn)了光伏領(lǐng)域重大突破。
目前，全球以“光伏”為代表的可再生能源產(chǎn)業(yè)鏈駛?cè)氚l(fā)展快車道。其中，鈣鈦礦光伏“功不可沒”，相比傳統(tǒng)太陽能電池板中使用的硅晶體，其不僅更便宜、更輕薄、可變型，同時(shí)成本也更低廉、更環(huán)保。
但鈣鈦礦光伏材料研究存在許多“痛點(diǎn)”。例如，以甲脒基鈣鈦礦為代表的鈣鈦礦光伏材料非常“敏感”，制約了其量產(chǎn)。
中國(guó)科學(xué)院院士黃維團(tuán)隊(duì)致力于鈣鈦礦光伏材料研究，通過原始創(chuàng)新，解決材料不穩(wěn)定、光電轉(zhuǎn)化率不高、工藝制備復(fù)雜且污染性較高等“卡脖子”難題。團(tuán)隊(duì)將研究焦點(diǎn)集中在鈣鈦礦光伏材料的制備工藝上。
據(jù)介紹，要解決制備工藝的問題，首先要尋找到一種環(huán)境友好、物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、可調(diào)和的溶劑，而離子液體溶劑便符合這些條件。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(jiǎn)單，且整個(gè)過程完全可以在室溫、空氣中和高濕度的環(huán)境下進(jìn)行，制備的鈣鈦礦材料穩(wěn)定性和光電轉(zhuǎn)化率都大大增加。
“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發(fā)號(hào)施令、排兵布陣的作用，穩(wěn)定隊(duì)形后便無聲退出。這個(gè)新隊(duì)形就是我們想要得到的鈣鈦礦電池的穩(wěn)定性。”西北工業(yè)大學(xué)博士研究生晁凌鋒說。
該成果實(shí)現(xiàn)了功能導(dǎo)向、擇優(yōu)設(shè)計(jì)、綠色無毒、穩(wěn)定高效的離子液體鈣鈦礦光伏制備技術(shù)，為鈣鈦礦太陽能電池的大規(guī)模生產(chǎn)利用創(chuàng)造了前提條件。
“未來，沙漠腹地、樓宇外墻、手機(jī)等都不再需要傳統(tǒng)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(shí)，還可以應(yīng)用在柔性可穿戴、航天器搭載等重要領(lǐng)域。”晁凌鋒說。(完)
