新方案有望抑制钙钛矿溶液副反应
2020-03-25 10:30
· 来源：中国科学报
· 作者：廖洋 刘佳
· 责编：李慧颖
钛矿;前驱;钙钛矿;反应;老化过程;研究人员;离子;碘化甲;甲胺;甲脒;核磁共振技术;研究所研究员;中国科学院;太阳能电池;光电效率;化学手段;生物能源;研究成果;活性层;阳离子
近日，中国科学院青岛生物能源与过程研究所研究员崔光磊和逄淑平研究组对钙钛矿前驱溶液的老化过程进行深入研究后发现，在甲胺离子和甲脒离子的混合有机阳离子钙钛矿溶液中发生了明显的副反应，并找到了抑制这些副反应的解决方案，证明了提高钙钛矿前驱溶液的稳定性是进一步提升电池光电效率和增强器件可重复性的关键。
钙钛矿太阳能电池的效率很大程度上取决于钙钛矿光活性层的结晶质量。在溶液法制备钙钛矿薄膜前，需要一定的温度和搅拌来确保前驱体充分溶解，而当溶液体系中甲胺和甲脒共存的情况下，溶液的衰变尤为明显，导致每次做器件前都需要配置新鲜的溶液，不仅使器件研究工作更加繁琐，也带来很大的不可控性。
最新研究成果则为上述问题提供了解决方案。研究人员利用核磁共振技术跟踪溶液老化过程的成分变化，发现随着时间的延长，钙钛矿溶液中碘化甲胺和碘化甲脒的成分逐渐减少，随之出现了一些新的化合物，这在以前从未被发现。他们最终确定了副反应产物的结构并揭示了其反应机理，即碘化甲胺去质子化后，再与碘化甲脒发生的加成—消除反应。为了进一步印证结论的准确性，研究人员又通过化学手段合成了该类物质，显示具有相同的核磁信号。
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