一种离子液体添加剂在可印刷介观钙钛矿太阳能电池中的阴阳离子协同策略

摘要

为了提升可印刷介观钙钛矿太阳能电池（MPSCs）的器件性能及长期稳定性,提出了一种阴阳离子协同策略,即将离子液体添加剂1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐（EMIMAC）引入钙钛矿活性层中并用于制备高效稳定的MPSCs。实验结果表明,咪唑离子（EMIM⁺）通过配位效应实现了离子态缺陷钝化(如Pb²⁺和Pb I₃^-),促进了钙钛矿结晶。另一方面,醋酸根离子（AC^-）与Ti O₂的配位同时钝化了Ti O₂表面上的氧空位缺陷,从而改善了Ti O₂/钙钛矿界面的界面接触。因此,EMIMAC中EMIM⁺离子和AC^-离子的协同效应实现了更好的钙钛矿结晶度、更有效的电荷传输和更低的非辐射复合。最终,MPSCs的能量转换效率（PCE）从13.83%提高到15.48%,且滞后可忽略不计。此外,未封装的MPSCs暴露于空气中（RH=50±5%）60d后仍保持初始PCE的90%,表现出优异的长期稳定性。实验结果表明,离子液体添加剂EMIMAC可以有效提升器件的PCE和稳定性,为进一步改善器件性能提供了一种有效策略。

关键词

介观钙钛矿太阳能电池 / 离子液体 / 添加剂 / 缺陷钝化 / 界面