普渡大学与埃默里大学等机构的科研人员近期提出一种新方案，通过引入新型离子液体添加剂，有效提升了卤化物钙钛矿太阳能电池的运行稳定性。该项研究成果已在《自然能源》期刊上发表。

卤化物钙钛矿材料具有较高的光电转换效率潜力，但其长期稳定性通常不及传统硅基太阳能电池。针对这一瓶颈，研究团队设计并合成了一系列可与钙钛矿材料产生强相互作用的新型离子液体，旨在减少材料内部缺陷、延缓性能衰减。

该研究论文的资深作者窦乐天指出：“我们从早期关于离子液体添加剂的研究中获得启发，但团队此次专注于对分子结构进行精心设计，而非简单使用市售产品。”

其中一种命名为MEM-MIM-CI的离子液体表现突出，它能与钙钛矿中的铅离子稳定结合并填充卤素空位。将该添加剂引入钙钛矿前驱体后，可在结晶过程中形成中间相，促进大晶粒生长、降低缺陷密度，并优先在底层界面富集以抑制界面缺陷形成。

论文第一作者徐文展博士介绍了严苛条件下的测试结果：“我们在连续1个太阳光照强度和90摄氏度的高温环境中对器件进行了测试。在超过1500小时后，器件仍能保持其初始性能的90%，这一条件比常规测试更为严格。”

研究显示，该策略不仅提升了电池的长期稳定性，也具备向大面积器件规模化制造的扩展潜力。窦乐天补充说明：“所使用的离子液体与刮涂等溶液沉积工艺兼容，并且该策略在宽带隙及无铅钙钛矿体系中同样有效，表明其具备广泛的应用适应性。”

团队下一步计划进一步优化分子设计以持续提升器件耐久性，并利用先进表征手段深入理解离子液体与钙钛矿的作用机理。这项研究为开发高性能、高稳定的钙钛矿光伏器件提供了新的材料设计与工艺思路。

更多信息： 作者：Wenzhan Xu 等人，标题：《离子液体改善钙钛矿太阳能电池的长期稳定性》，发表于：Nature Energy (2025)。期刊信息： 《自然能源》