溶剂及器件结构对MEH-PPV与PCBM电池性能影响

NMP杂质对锂离子电池性能的影响在锂离子电池前段配料过程中最普遍被使用的溶剂就是NMP，俗称甲基，学名叫N-甲基吡咯烷酮，分子式为C5H9NO虽然绝大部分的NMP会在涂布过程中被蒸发去除，但围绕着NMP溶剂仍然有一些相关的问题还没有得到明确的答案，比如NMP 残留或其中杂质对锂离子电池性能的影响等。

今天就给大家分享一些有关这方面的知识供大家参考讨论。

1,锂电浆料中溶剂的选择基本原则主要有以下几个方面：来源广泛，价格合理;无毒无污染，环境友好;熔点低沸点高化学稳定性好;能溶解PVDF及其改性树脂;曾经尝试过的溶剂体系包括：H20,NMP,DMF,DMAC,DMSO等，下表列出了常见锂电池溶剂的基本参数。

综合来看最优选择是NMP和水，但是正极一般是采用油性PVDF 体系，使用H20+CMC+SBR会带来各种各样的问题：1、正极材料在CMC+SBR的胶液体系中很容易发生沉降，浆料稳定性差;2、SBR的不饱和键在高电位下会发生氧化反应而失去粘结性，极片掉粉，循环变差;3、正极材料比表面积大，采用水系胶液体系，正极材料颗粒在表面吸附水后，后期烘烤过程极为困难，对电池性能影响极大;2，NMP在电池中的作用在配料阶段：作为PVDF溶剂，参与浆料分散，形成介质均匀，在一定粘度范围内长时间保持稳定的浆料在涂布阶段：作为浆料的主要液体载体，以稳定的厚度均匀涂敷在金属基材上，要求和金属基材有非常好的润湿性和流动性在涂布烘烤阶段：湿膜在烘箱中匀速运行，溶剂有规律性挥发，NMP承担造孔功能，NMP以稳定的速度从湿膜中挥发，形成孔径均匀，分布均匀的多孔微电极结构。

3，NMP中可能含有那些杂质要回答这个问题必须要了解NMP的制造过程，γ-丁内酯与一甲胺。

其反应式如下，主要是γ-丁内酯（GBL）与一甲胺(MMA)的氨化反应。

由于 NMP 与原料γ-丁内酯的沸点仅差2℃,用精馏方法很难使二者分离,因而在反应中常使甲胺大大过量, 以提高γ-丁内酯的转化率, 最大限度减少反应液中γ-丁内酯的残余量, 这是保证得到高纯度的NMP 产品的有效措施。

㊀鲁东大学学报(自然科学版)㊀ＪｏｕｒｎａｌｏｆＬｕｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ(ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ)２０２０ꎬ３６(４):３２１ ３２６㊀㊀㊀收稿日期:２０２０￣０７￣２２ꎻ修回日期:２０２０￣０８￣２３㊀㊀基金项目:山东省泰山学者青年专家计划项目(ｔｓｑｎ２０１８１２０９８)ꎻ湖北科技学院校级科研项目(２０２０－２１Ｘ２６)ꎻ咸宁市自然科学基金项目(ＸＮＫＪ－２８)㊀㊀第一作者简介:贾祥瑞(１９９５ )ꎬ男ꎬ山东泰安人ꎬ硕士研究生ꎬ研究方向为新型太阳能电池ꎮＥ－ｍａｉｌ:ｍｒｊｘｒ＠ｆｏｘｍａｉｌ.ｃｏｍ㊀㊀通信作者简介:张树芳(１９７９ )ꎬ女ꎬ内蒙古丰镇人ꎬ教授ꎬ硕士研究生导师ꎬ博士ꎬ研究方向为新能源材料及器件ꎮＥ－ｍａｉｌ:ｚｈａｎｇｓｈｕｆａｎｇ９８＠１２６.ｃｏｍ反溶剂对钙钛矿薄膜与电池性能的影响贾祥瑞１ꎬ白㊀帆２ꎬ毛彩霞３ꎬ张树芳１ꎬ２(１.鲁东大学㊀物理与光电工程学院ꎬ山东烟台２６４０３９ꎻ２.南京理工大学㊀材料科学与工程学院ꎬ南京２１００９４ꎻ３.湖北科技学院㊀电子与信息工程学院ꎬ湖北咸宁４３７１００)摘要:钙钛矿太阳能电池效率在近十年来增长迅速ꎬ表现出了十分可观的应用潜力ꎮ而作为这类太阳能电池中至关重要的组成部分ꎬ钙钛矿薄膜对改善电池性能起着关键性的作用ꎮ利用传统一步溶液法制备的钙钛矿薄膜容易出现晶粒尺寸较小㊁覆盖度较差的问题ꎬ导致电池效率低㊁稳定性差ꎬ从而不利于其商业化发展ꎮ若要显著地提高薄膜的质量ꎬ可以在一步溶液法制备的过程中引入反溶剂ꎮ本文在大气环境下使用疏水性的溶剂(甲苯㊁氯苯㊁乙酸乙酯)作为反溶剂来研究不同反溶剂对钙钛矿薄膜以及电池性能的影响ꎮ关键词:钙钛矿薄膜ꎻ反溶剂ꎻ一步沉积法ꎻ光电性能ꎻ稳定性中图分类号:ＴＭ９１４.４＋２㊀㊀文献标志码:Ａ㊀㊀文章编号:１６７３￣８０２０(２０２０)０４￣０３２１￣０６㊀㊀在过去的十年间ꎬ一种新型太阳能电池 铅卤钙钛矿太阳能电池ꎬ因其优异的性能进入人们的研究视野ꎮ最常使用的吸光材料是ＣＨ３ＮＨ３ＰｂＩ３ꎬＣＨ３ＮＨ３ＰｂＩ３不仅具有很强的光吸收能力ꎬ而且具有较低的激子束缚能(０ １９ｅＶ)㊁较高的载流子迁移率(电子７ ５ｃｍ２ Ｖ－１ ｓ－１和空穴１２~６６ｃｍ２ Ｖ－１ ｓ－１)㊁较长的载流子扩散距离(１００ｎｍ~１m ｍ)以及相对较低的制备成本ꎬ因此在太阳能电池领域引起了广泛关注[１]ꎮ钙钛矿薄膜对电池性能起着至关重要的作用ꎬ它的优劣直接影响电池的转换效率和稳定性ꎮ在制备钙钛矿吸光层薄膜时ꎬ最常使用的方法是溶液法ꎬ如一步溶液法以及两步顺序沉积法等[２ ４]ꎮ一步溶液法比两步顺序沉积法更简单㊁更方便ꎬ是钙钛矿薄膜沉积程序中应用最普遍ꎬ也是最具有前景的方法ꎮ然而ꎬ使用这种传统方法制备的钙钛矿薄膜极易产生枝晶和大面积的针孔ꎬ这种形貌特征会导致ＴｉＯ２基底覆盖不完全ꎬ并且会出现粒度不均匀的问题ꎬ这极其不利于太阳光的收集ꎬ而且在微观层面会加速复合载流子ꎬ导致太阳能电池的光电性能的下降和电池的不稳定性ꎮ传统一步溶液法制备钙钛矿薄膜质量太低的主要原因是钙钛矿前驱体溶液中的溶剂ＮꎬＮ-二甲基甲酰胺(ＤＭＦ)沸点(１５３ħ)远高于退火温度(１００ħ)ꎬ在退火过程中溶剂挥发过慢ꎬ缓慢的形核速率引起晶体的生长不均匀ꎮＨｕａｎｇ等[５]在传统一步溶液法的基础上ꎬ使用反溶剂诱导溶剂快速挥发ꎬ从而加快形核和晶体生长过程ꎬ即在旋涂钙钛矿薄膜的过程中滴加氯苯ꎮ因为氯苯和二甲基甲酰胺(ＤＭＦ)具有良好的互溶性ꎬ但氯苯并不会溶解钙钛矿薄膜ꎬ因此在旋涂过程中氯苯可以萃取薄膜中的ＤＭＦ并因为旋涂过程中的离心力而离开钙钛矿薄膜ꎬ从而使得薄膜快速形核ꎮ使用这种方法可以在１ｍｉｎ内制备出薄膜ꎬ并且钙钛矿薄膜的致密度高ꎬ粒径分布非常均匀ꎬ形貌无针孔ꎮ然而ꎬ由于钙钛矿薄膜的不稳定性ꎬ通常需要在充满氮气的手套箱中制备ꎬ增加了制备工艺的复杂性和成本ꎬ如果实现了在大气环境下制备高质量钙钛矿薄膜ꎬ将会极大促进钙钛矿太阳能电池的生产与规模化应用ꎮ基于上述认识ꎬ为了改善薄膜的质量ꎬ本文通过在一步溶液法制备ＣＨ３ＮＨ３ＰｂＩ３薄膜时引入疏３２２㊀鲁东大学学报(自然科学版)第３６卷㊀水性的反溶剂(甲苯㊁氯苯㊁乙酸乙酯)来调控ＣＨ３ＮＨ３ＰｂＩ３薄膜的结晶过程[６]ꎬ在大气环境下制备晶粒尺寸均匀且覆盖度高的钙钛矿薄膜ꎬ将样品制成完整的电池并且测试其光伏性能的参数ꎮ１㊀实验１.１㊀实验原料与试剂本实验所采用的主要化学试剂和原材料如下:分析纯规格的无水乙醇(ＣＨ３ＣＨ２ＯＨ)㊁甲苯(Ｃ６Ｈ５ＣＨ３)㊁乙酸乙酯(Ｃ４Ｈ８Ｏ２)㊁异丙醇((ＣＨ３)２ＣＨＯＨ)㊁ＮＮ－二甲基甲酰胺(Ｃ３Ｈ７ＮＯ)㊁二甲基亚砜(Ｃ２Ｈ６ＯＳ)㊁松油醇(Ｃ１０Ｈ１８Ｏ)㊁丙酮(ＣＨ３ＣＯＣＨ３)ꎬ９９ ８％规格的氯苯(Ｃ６Ｈ５Ｃｌ)ꎬ３８％规格的盐酸(ＨＣｌ)ꎬ化学纯规格的Ｓｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤꎬ９９ ９％规格的碘化铅(ＰｂＩ２)㊁碘化甲基铵(ＣＨ３ＮＨ２Ｉ)ꎬ１５Ω ｃｍ－２规格的ＦＴＯꎬ７５％规格的二异丙氧基双乙酰丙酮钛ꎬ９６％规格的４－ＴＰＢ(Ｃ９Ｈ１３Ｎ)ꎬ９９ ９５％规格的ＬｉＴＦＳＩ(Ｃ２Ｆ６ＬｉＮＯ４Ｓ２)ꎮ１.２㊀钙钛矿薄膜的制备先准备好实验所需的溶液和涂有电子传输层的基片ꎬ将加热板升温到１１０ħꎮ先将钙钛矿前驱体溶液吸入注射器ꎬ调整旋涂仪转速在１０００ｒ ｍｉｎ－１参数下旋涂１０ｓꎬ转速为４０００ｒ ｍｉｎ－１参数下旋涂３５ｓꎮ随后将基片放于旋涂仪上ꎬ并用注射器滴加２~３滴钙钛矿溶液进行旋涂ꎮ进行高速旋转时ꎬ在第１０ｓ用移液枪吸取７００μＬ的反溶剂(氯苯㊁甲苯以及乙酸乙酯)在１０ｓ内快速滴加ꎬ完成反溶剂的萃取过程ꎮ待旋涂结束后ꎬ将样品置于加热板上进行退火处理ꎬ退火时间为２０ｍｉｎꎮ退火结束后将样品收于盒中备用ꎮ１.３㊀钙钛矿太阳能电池的制备１)ＦＴＯ玻璃基片的清洗依次用自来水㊁去离子水㊁乙醇清洗ＦＴＯ玻璃各１５ｍｉｎꎬ用丙酮溶液干燥后ꎬ放置在ＵＶ－Ｏ３中处理３０ｍｉｎꎮ２)电子传输层的制备采用旋涂制备的方式ꎬ将预先配置好的浓度为０ １ｍｏｌ ｍＬ－１的ＴｉＯ２致密层用０ ２２μｍ规格的水系过滤头旋涂到上一步清洗过的ＦＴＯ玻璃基体的表面ꎬ设置仪器参数如下:１０００ｒ ｍｉｎ－１转速旋转１０ｓꎬ３５００ｒ ｍｉｎ－１转速旋转３５ｓꎻ随后将旋涂了第一层电子传输层的玻璃基片在１００ħ温度下退火１０ｍｉｎꎬ待基片降至室温时ꎬ再按照以上的步骤继续旋涂第二层ꎻ第二层旋涂结束后ꎬ将基片先在１００ħ温度下加热１０ｍｉｎꎬ再按照２ｍｉｎ/２５ħ的速度将温度缓缓升到５００ħꎬ随后加热２ｈꎬ结束后待冷却至室温ꎬ收入盒子备用ꎮ[７]３)空穴传输层的制备取０ １６７ｇＳｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤ溶解于１ｍｌ氯苯中ꎬ然后向其加入作为添加剂的０.０２９８ｇ４－叔丁基吡啶(４－ＴＰＢ)和０.０１０３ｇ三氟甲烷磺酰亚胺锂(ＬＩＴＦＳＩ)ꎬ制备成Ｓｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤ旋涂液ꎬ设置参数为５５００ｒ ｍｉｎ－１转速下旋转３０ｓꎮ４)金属电极的制备在空穴传输层上面ꎬ通过掩膜版ꎬ真空蒸镀约１００ｎｍ的Ａｕ电极ꎮ２㊀结果与讨论２.１㊀反溶剂对钙钛矿薄膜表面形貌与结构的影响㊀㊀在使用一步溶液法旋涂钙钛矿薄膜时ꎬ依次使用甲苯㊁氯苯和乙酸乙酯用作反溶剂ꎬ研究不同的反溶剂对ＣＨ３ＮＨ３ＰｂＩ３薄膜结晶过程的影响ꎬ其样品的电子显微镜(ＳＥＭ)扫描图ꎬ如图１所示ꎮＳＥＭ结果表明:当未滴加反溶剂时ꎬ钙钛矿薄膜表面存在很多树枝晶ꎬ平整度很差ꎮ经过反溶剂萃取后的钙钛矿薄膜中晶粒尺寸均匀ꎬ覆盖率较好ꎮ使用甲苯和氯苯制备的钙钛矿薄膜的形貌比较接近ꎬ薄膜平整度相对较高ꎬ晶粒尺寸也明显较大ꎬ薄膜致密且不存在有如针孔等的缺陷[８]ꎮ但是使用乙酸乙酯制备的钙钛矿薄膜缺陷较多ꎬ会导致空穴传输层与电子传输层发生导通ꎬ产生漏电电流ꎬ降低光电转化效率ꎻ而且薄膜表面出现了白色固体颗粒ꎬ这可能与乙酸乙酯疏水性较差有关ꎬ这些白色的颗粒很有可能是钙钛矿遇水分解产生的ＰｂＩ２颗粒[９]ꎮ因为相比于ＣＨ３ＮＨ３ＩꎬＰｂＩ２在ＤＭＳＯ/ＤＭＦ的混合液中拥有较低的溶解度ꎬ而且乙酸乙酯比甲苯和氯苯拥有更强的萃取能力ꎬ因此使用乙酸乙酯制备钙钛矿薄膜时ꎬ会造成ＰｂＩ２的大量析出ꎮ㊀第４期贾祥瑞ꎬ等:反溶剂对钙钛矿薄膜与电池性能的影响３２３㊀(ａ)无反溶剂(ｂ)甲苯(ｃ)氯苯(ｄ)乙酸乙酯图１㊀使用不同反溶剂制备的ＣＨ３ＮＨ３ＰｂＩ３薄膜微观形貌Ｆｉｇ.１ＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＣＨ３ＮＨ３ＰｂＩ３ｔｈｉｎｆｉｌｍｓｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｎｔｉ－ｓｏｌｖｅｎｔ２.２㊀反溶剂对钙钛矿薄膜光电性能的影响为了研究使用不同反溶剂萃取对钙钛矿薄膜的光学吸收性能的影响ꎬ对制备的钙钛矿薄膜进行了紫外 可见光光谱测试ꎮ如图２所示ꎬ制备的钙钛矿薄膜对４００~７５０ｎｍ波长范围内的可见光有较强的吸收ꎬ这与文献中报道的一致[１０]ꎮ将６００~８５０ｎｍ波长的吸收图谱放大并作出了切线ꎬ图示切线与横坐标交点处的波长在７８０ｎｍ左右ꎮ其禁带宽度可以通过计算得知为１ ５ｅＶꎬ该结果与典型的ＣＨ３ＮＨ３ＰｂＩ３的禁带宽度是一致的[１１]ꎮ在５５０~８５０ｎｍ波长范围里ꎬ用上文３种反溶剂制备的ＣＨ３ＮＨ３ＰｂＩ３薄膜ꎬ它们的光吸收强度基本一致ꎻ观察放大图ꎬ相比于使用氯苯以及乙酸乙酯制备的钙钛矿薄膜ꎬ使用甲苯作为反溶剂制备的薄膜吸收强度稍高ꎻ在４００~５５０ｎｍ波长范围里ꎬ使用乙酸乙酯作为反溶剂萃取所得薄膜的光吸收强度明显要低于使用其他两种反溶剂制备的钙钛矿薄膜ꎻ这是因为使用乙酸乙酯萃取的薄膜晶粒尺寸相对较小ꎬ薄膜形貌比较粗糙ꎬ并且薄膜中存在数量很多的ＰｂＩ２颗粒ꎬ降低了薄膜在短波范围内对光的吸收[１２]ꎮ图２㊀经过不同反溶剂萃取的薄膜的光吸收谱和局部放大图Ｆｉｇ.２Ｏｐｔｉｃａｌａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｓｐｅｃｔｒａａｎｄｐａｒｔｉａｌｅｎｌａｒｇｅｄｄｒａｗｉｎｇｂｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｎｔｉ￣ｓｏｌｖｅｎｔｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ３２４㊀鲁东大学学报(自然科学版)第３６卷㊀㊀㊀为了进一步研究反溶剂对钙钛矿薄膜导电性能的影响ꎬ在使用不同反溶剂制备的钙钛矿薄膜表面ꎬ进行了蒸镀一层金属电极的处理ꎬ然后测量这几种薄膜的电化学阻抗谱(ＥＩＳ)ꎬ测量结果在图３中给出ꎬ该样品结构为ＦＴＯ/ＴｉＯ２/ＣＨ３ＮＨ３ＰｂＩ３/Ａｕꎮ通过奈奎斯特图可以看出ꎬ使用甲苯作为反溶剂时ꎬ制备得到的ＣＨ３ＮＨ３ＰｂＩ３薄膜的电阻值最小ꎬ数值为２０２８Ωꎮ随后是使用氯苯制备的薄膜ꎬ它的电阻大小是３０３６Ωꎮ而使用乙酸乙酯作反溶剂制备的薄膜阻值最大ꎬ为５１２７Ωꎮ由此可见ꎬ载流子(电子和空穴)在甲苯制备的钙钛矿薄膜中传输较快ꎬ载流子有较高的响应速度ꎮ这与ＣＨ３ＮＨ３ＰｂＩ３薄膜中的晶粒尺寸密切相关ꎬ结合ＳＥＭ图片可知ꎬ使用甲苯作为反溶剂制备的钙钛矿薄膜晶粒尺寸相对较大ꎬ因此薄膜中的晶界密度就相对较小ꎬ导致电子和空穴在晶界处的复合一并随之减少ꎬ这对于电子和空穴的传输是非常有利的ꎬ可以显著提高光生电流密度[１３]ꎮ因此ꎬ本文实验选取的３种溶剂中ꎬ甲苯的效果最佳ꎮ图３㊀经过不同反溶剂萃取的薄膜的电化学阻抗谱Ｆｉｇ.３Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｉｍｐｅｄａｎｃｅｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙｏｆｔｈｉｎｆｉｌｍｓｅｘｔｒａｃｔｅｄｂｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｎｔｉ￣ｓｏｌｖｅｎｔ２.３㊀反溶剂对钙钛矿太阳能电池效率的影响为了研究反溶剂是否对钙钛矿太阳能电池有显著的影响ꎬ分别使用甲苯㊁氯苯和乙酸乙酯制备了钙钛矿薄膜ꎬ并制备成钙钛矿太阳能电池来研究其光伏特性ꎬ所制备的电池结构为ＦＴＯ/ＴｉＯ２/ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ/Ｓｐｉｒｏ－ＯＭｅＴＡＤ/Ａｕꎬ让其在温度２５~３０ħꎬ大气质量ＡＭ１ ５ꎬ太阳光光照强度为１００ｍＷ ｃｍ－２的标准条件下进行了光伏特性测试ꎬ具体数据见表１ꎬ所得电池的Ｊ－Ｖ曲线如图４所示ꎮ由图４可知:使用甲苯作为反溶剂ꎬ制得电池的效率１３ ９０％是最高的ꎬ其短路电流密度与开路电压分别为２０ ８９ｍＡ ｃｍ－２和１ ０３Ｖꎻ并且电池效率的增大主要表现为短路电流密度的增大ꎬ这是由于使用甲苯作为反溶剂时ꎬ薄膜对光的吸收较强ꎬ产生的光生载流子更多ꎮＸＲＤ结果表明:使用甲苯时晶体的结晶度更高ꎬ晶粒更大ꎬ较大的晶粒表明晶界密度较小ꎬ载流子的传输电阻较小ꎬ这与后面通过电化学阻抗谱中得到的结果是一致的ꎮ使用乙酸乙酯制备的薄膜中存在较多的针孔ꎬ产生了较大的漏电电流ꎬ电流密度下降较大ꎬ导致电池效率下降ꎮ为了验证实验的准确性ꎬ对每一组情况分别作了１５个样品进行测试ꎬ测试所对应电池的效率ꎬ以分布直方图的形式在图４(ｂ)给出ꎮ在直方图中可以直观看到ꎬ当用甲苯作为反溶剂制备电池时ꎬ效率分布非常集中ꎬ超过９个样品的效率分布在１３ ７％~１４ １％之间ꎬ这表明使用甲苯作为反溶剂时制备的薄膜具有良好的重现性ꎮ表１㊀不同反溶剂制备的电池的光伏特性参数表Ｔａｂ.１Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｃｅｌｌｓｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｎｔｉ￣ｓｏｌｖｅｎｔ反溶剂Ｖｏｃ/ＶＪｓｃ/(ｍＡ ｃｍ－２)ＦＦＰＣＥ/％甲苯１.０３２０.８９０.６４１３.９０氯苯１.０３２０.２８０.５９１２.４６乙酸乙酯１.０４１９.７７０.５５１１.３３㊀第４期贾祥瑞ꎬ等:反溶剂对钙钛矿薄膜与电池性能的影响３２５㊀(ａ)Ｊ－Ｖ曲线(ｂ)电池效率的分布直方图图４㊀不同反溶剂萃取后的电池Ｆｉｇ.４Ｂａｔｔｅｒｙａｆｔｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｎｔｉ￣ｓｏｌｖｅｎｔｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ２.４㊀反溶剂对钙钛矿薄膜的稳定性影响为了进一步研究不同反溶剂对钙钛矿薄膜的稳定性产生的影响ꎬ本文使用不同反溶剂制备了钙钛矿薄膜并将其置于特定的环境下(湿度为３０％~４０％ꎬ温度为２５~３０ħ)ꎬ定期对钙钛矿薄膜的吸光性能进行了测试ꎮ由于使用乙酸乙酯制备的钙钛矿薄膜中存在较多的ＰｂＩ２杂质ꎬ并且制得的薄膜质量较差ꎬ所以本文直接将使用乙酸乙酯制得的薄膜剔除掉ꎮ如图５所示ꎬ在放置期间ꎬ使用甲苯和氯苯作为反溶剂制备的钙钛矿薄膜都有不同程度的下降ꎬ尤其是放置超过２１ｄ后ꎬ钙钛矿薄膜在短波长的吸收值都有明显的下降ꎬ表明此时钙钛矿薄膜已发生部分降解ꎮ图５㊀使用不同的反溶剂制备的薄膜在放置２８ｄ后的ＵＶ稳定性数据Ｆｉｇ.５ＵＶｓｔａｂｉｌｉｔｙｄａｔａｏｆｆｉｌｍｓｐｒｅｐａｒｅｄｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｎｔｉ￣ｓｏｌｖｅｎｔａｆｔｅｒ２８ｄａｙｓ２.５㊀反溶剂对钙钛矿太阳能电池的稳定性影响本节研究反溶剂的使用对钙钛矿太阳能电池稳定性所产生的影响ꎬ将使用不同的反溶剂制备的钙钛矿薄膜进一步组装成完整的钙钛矿电池ꎬ并将它们置于温度２５~３０ħꎬ湿度为３０％~４０％的环境中ꎬ测试其电池效率的变化ꎮ如图６所示ꎬ经过１０ｄ的稳定性测试ꎬ使用甲苯和氯苯制备的电池的稳定性比较接近ꎬ而且使用甲苯作为反溶剂制备的电池的稳定性稍稍强于使用氯苯作为反溶剂制备的电池ꎮ使用乙酸乙酯作反溶剂制备的太阳能电池从第３天开始ꎬ效率就有了较大幅度的下降ꎬ这与钙钛矿薄膜的晶体质量有较大的关系ꎮ水汽和氧对钙钛矿薄膜的侵蚀首先是从晶界和针孔等一些缺陷处开始的ꎮ使用乙酸乙酯制备的钙钛矿薄膜中存在大量的针孔ꎬ晶界密度也比较大ꎬ而且薄膜中存在较多的ＰｂＩ２颗粒ꎬ这些颗粒很有可能会成为位点使得氧和水汽结合ꎬ进一步加速薄膜的降解ꎬ从而使电池的效率严重下降ꎮ随后经过１０ｄ放置ꎬ使用甲苯以及氯苯制备的钙钛矿太阳能电池的效率仍能达到初始值的６０％以上ꎬ但是使用乙酸乙酯作反溶剂制备的太阳能电池效率不到原来效率的５０％ꎬ该现象也说明电池器件的稳定性与其薄膜微观结构之间有密不可分的联系ꎮ图６㊀使用不同反溶剂制备的电池效率的稳定性Ｆｉｇ.６Ｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｃｅｌｌｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｐｒｅｐａｒｅｄｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｎｔｉ－ｓｏｌｖｅｎｔ３㊀结语以上实验表明ꎬ使用不同的反溶剂(甲苯㊁氯苯㊁乙酸乙酯)对钙钛矿薄膜的质量影响很大ꎬ薄膜的覆盖度和晶粒尺寸差异明显ꎬ特别是当使用甲苯作为反溶剂萃取薄膜时ꎬ薄膜晶粒尺寸较大而且没有针孔ꎬ同时其覆盖率和平整度也最高ꎬ这些都利于电池中载流子的抽取与传输ꎬ从而实现更高的光电转化效率ꎮ参考文献:[１]㊀ＳＴＯＵＭＰＯＳＣＣꎬＭＡＬＬＩＡＫＡＳＣＤꎬＫＡＮＡＴＺＩＤＩＳＭＧ.Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇｔｉｎａｎｄｌｅａｄｉｏｄｉｄｅｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅｓｗｉｔｈｏｒｇａｎｉｃｃａｔｉｏｎｓ:ｐｈａｓｅｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｓꎬｈｉｇｈｍｏｂｉｌｉｔｉｅｓꎬａｎｄｎｅａｒ￣ｉｎｆｒａｒｅｄｐｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ[Ｊ].ＩｎｏｒｇａｎｉｃＣｈｅｍｉｓｔｒｙꎬ２０１３ꎬ５２(１５):９０１９－９０３８.[２]㊀ＢＵＲＳＣＨＫＡＪꎬＰＥＬＬＥＴＮꎬＭＯＯＮＳＪꎬｅｔａｌ.Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎａｓａｒｏｕｔｅｔｏｈｉｇｈ￣ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ￣ｓｅｎｓｉｔｉｚｅｄｓｏｌａｒｃｅｌｌｓ[Ｊ].Ｎａｔｕｒｅꎬ２０１３ꎬ４９９:３１６.[３]㊀ＬＩＵＭꎬＪＯＨＮＳＴＯＮＭＢꎬＳＮＡＩＴＨＨＪꎬｅｔａｌ.Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔｐｌａｎａｒｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅｓｏｌａｒｃｅｌｌｓｂｙｖａｐｏｕｒｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ[Ｊ].Ｎａｔｕｒｅꎬ２０１３ꎬ５０１:３９５.[４]㊀ＣＨＥＮＱꎬＺＨＯＵＨＰꎬＨＯＮＧＺＲꎬｅｔａｌ.Ｐｌａｎａｒｈｅｔｅｒｏ￣ｊｕｎｃｔｉｏｎｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅｓｏｌａｒｃｅｌｌｓｖｉａｖａｐｏｒ￣ａｓｓｉｓｔｅｄｓｏｌｕｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＡｍｅｒｉｃａｎＣｈｅｍｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙꎬ２０１４ꎬ１３６(２):６２２－６２５.[５]㊀ＸＩＡＯＭＤꎬＨＵＡＮＧＦＺꎬＨＵＡＮＧＷＣꎬｅｔａｌ.Ａｆａｓｔｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ￣ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｄｕｒｅｆｏｒｈｉｇｈｌｙｅｆｆｉｃｉｅｎｔｌｅａｄｉｏｄｉｄｅｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅｔｈｉｎ￣ｆｉｌｍｓｏｌａｒｃｅｌｌｓ[Ｊ].Ａｎｇｅ￣ｗａｎｄｔｅＣｈｅｍｉｅＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＥｄｉｔｉｏｎꎬ２０１４ꎬ５３(３７):９８９８－９９０３.[６]㊀ＬＥＥＪＷꎬＫＩＭＤＨꎬＫＩＭＨＳꎬｅｔａｌ.Ｆｏｒｍａｍｉｄｉｎｉｕｍａｎｄｃｅｓｉｕｍｈｙｂｒｉｄｉｚａｔｉｏｎｆｏｒｐｈｏｔｏａｎｄｍｏｉｓｔｕｒｅ￣ｓｔａｂｌｅｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅｓｏｌａｒｃｅｌｌ[Ｊ].ＡｄｖａｎｃｅｄＥｎｅｒｇｙＭａｔｅｒｉａｌｓꎬ２０１５ꎬ５(２０):１５０１３１０.[７]㊀邱婷.ＡＰｂＩ３型钙钛矿材料的组分优化与光伏性能研究[Ｄ].南京:南京理工大学ꎬ２０１９.[８]㊀ＹＵＷＬꎬＬＩＦꎬＷＡＮＧＨꎬｅｔａｌ.ＵｌｔｒａｔｈｉｎＣｕ２Ｏａｓａｎｅｆｆｉ￣ｃｉｅｎｔｉｎｏｒｇａｎｉｃｈｏｌｅｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｆｏｒｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅｓｏｌａｒｃｅｌｌｓ[Ｊ].Ｎａｎｏｓｃａｌｅꎬ２０１６ꎬ８(１１):６１７３－６１７９.[９]㊀ＨＥＹＹꎬＬＥＩＹꎬＹＡＮＧＸＧꎬｅｔａｌ.ＵｓｉｎｇｅｌｅｍｅｎｔａｌＰｂｓｕｒｆａｃｅａｓａｐｒｅｃｕｒｓｏｒｔｏｆａｂｒｉｃａｔｅｌａｒｇｅａｒｅａＣＨ３ＮＨ３ＰｂＩ３ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅｓｏｌａｒｃｅｌｌｓ[Ｊ].ＡｐｐｌｉｅｄＳｕｒｆａｃｅＳｃｉｅｎｃｅꎬ２０１６ꎬ３８９(１０):５４０－５４６.[１０]ＪＥＯＮＮＪꎬＮＡＨꎬＪＵＮＧＥＨꎬｅｔａｌ.Ａｆｌｕｏｒｅｎｅ￣ｔｅｒｍｉ￣ｎａｔｅｄｈｏｌｅ￣ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｆｏｒｈｉｇｈｌｙｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｎｄｓｔａｂｌｅｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅｓｏｌａｒｃｅｌｌｓ[Ｊ].ＮａｔｕｒｅＥｎｅｒｇｙꎬ２０１８ꎬ３(８):６８２－６８９.[１１]ＢＯＹＤＣＣꎬＣＨＥＡＣＨＡＲＯＥＮＲＲꎬＢＵＳＨＫＡꎬｅｔａｌ.Ｂａｒｒｉｅｒｄｅｓｉｇｎｔｏｐｒｅｖｅｎｔｍｅｔａｌ￣ｉｎｄｕｃｅｄｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｒｍａｌｓｔａｂｉｌｉｔｙｉｎｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅｓｏｌａｒｃｅｌｌｓ[Ｊ].ＡＣＳＥｎｅｒｇｙＬｅｔｔｅｒｓꎬ２０１８ꎬ３(７):１７７２－１７７８.[１２]白帆.反溶剂对ＣＨ３ＮＨ３ＰｂＩ３钙钛矿薄膜及器件性能的影响[Ｄ].南京:南京理工大学ꎬ２０１９.[１３]ＮＩＥＷＹꎬＨＳＩＮＨＡＮＴꎬＲＥＺＡＡꎬｅｔａｌ.Ｈｉｇｈ￣ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｓｏｌｕｔｉｏｎ￣ｐｒｏｃｅｓｓｅｄｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅｓｏｌａｒｃｅｌｌｓｗｉｔｈｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ￣ｓｃａｌｅｇｒａｉｎｓ[Ｊ].Ｓｃｉｅｎｃｅꎬ２０１５ꎬ３４７(６):５２１－５２２.(下转第３５２页)ＲｏｌｅｏｆＭｉｃｒｏＲＮＡｓｉｎＢｒｅａｓｔＣａｒｃｉｎｏｇｅｎｅｓｉｓＳＨＥＷｅｉｗｅｉ１ꎬ２ꎬＨＵＡＮＧＱｉｎｇｒｏｎｇ１ꎬＬＩＹａｎｍｉｎ１ꎬＺＨＡＮＧＧｕｉｃｈｕｎ１ꎬＺＨＯＵＪｕｈｕａ１(１.ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｆｏｒＴｕｍｏｒＩｍｍｕｎｏｌｏｇｙꎬＳｃｈｏｏｌｏｆＬｉｆｅＳｃｉｅｎｃｅｓꎬＬｕｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＹａｎｔａｉ２６４０３９ꎬＣｈｉｎａꎻ２.ＳｈａｎｇｈａｉＶｏｃａｔｉｏｎａｌＣｏｌｌｅｇｅｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅａｎｄＦｏｒｅｓｔｒｙꎬＳｈａｎｇｈａｉ２０１６９９ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:ＭｉｃｒｏＲＮＡｓ(ｍｉＲＮＡｓ)ａｒｅａｇｒｏｕｐｏｆｎｏｎ－ｃｏｄｉｎｇｓｉｎｇｌｅ－ｓｔｒａｎｄｅｄＲＮＡｓꎬｗｈｉｃｈａｒｅｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆ２０~２４ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅｓ.ＩｎｅｕｋａｒｙｏｔｅｓꎬｍｉＲＮＡｓａｒｅｈｉｇｈｌｙｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｖｅａｎｄｔｉｓｓｕｅ－ｓｐｅｃｉｆｉｃ.ｍｉＲＮＡｓｕｓｕａｌｌｙｉｎｄｕｃｅｍＲＮＡｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｒｐｏｓｔ－ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎａｌｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎｂｙｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙｏｒｉｎｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙｐａｉｒｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅｉｒｔａｒｇｅｔｍＲＮＡｓꎬｌｅａｄｉｎｇｔｏｔａｒｇｅｔｇｅｎｅｓｉｌｅｎｃｉｎｇ.ＲｅｃｅｎｔｓｔｕｄｉｅｓｈａｖｅｃｏｎｆｉｒｍｅｄｔｈａｔｔｈｅｄｙｓｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｏｆｍｉＲＮＡｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｉｓａｓｓｏｃｉａｔｅｄｗｉｔｈｂｒｅａｓｔｃａｎｃｅｒｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ.ｍｉＲＮＡｓｐｌａｙａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎｔｕｍｏｒｆｏｒ￣ｍａｔｉｏｎꎬｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎꎬｉｎｖａｓｉｏｎａｎｄｍｅｔａｓｔａｓｉｓ.ＲｅｃｅｎｔｓｔｕｄｉｅｓｏｎｔｈｅｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎꎬｆｕｎｃｔｉｏｎａｎｄｕｎｄｅｒｌｙｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｏｆｓｐｅｃｉｆｉｃｍｉＲＮＡｓｉｎｂｒｅａｓｔｃａｎｃｅｒｐａｔｈｏｇｅｎｅｓｉｓａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ.Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｈｅｒｅｗｉｌｌｐｒｏｖｉｄｅｓｏｌｉｄｅｖｉｄｅｎｃｅｓｆｏｒｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｎｏｖｅｌｅｆｆｅｃｔｉｖｅｄｉａｇｎｏｓｉｓꎬｐｒｏｇｎｏｓｉｓａｎｄｔｒｅａｔｍｅｎｔｆｏｒｂｒｅａｓｔｃａｎｃｅｒ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｍｉｃｒｏＲＮＡｓꎻｂｒｅａｓｔｃａｎｃｅｒꎻｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆａｃｔｉｏｎꎻｄｉａｇｎｏｓｉｓꎻｔｈｅｒａｐｙ(责任编辑㊀李维卫)(上接第３２６页)ＡｂｓｔｒａｃｔＩＤ:１６７３￣８０２０(２０２０)０４￣０３２１￣ＥＡＥｆｆｅｃｔｏｆＡｎｔｉ￣ｓｏｌｖｅｎｔｏｎｔｈｅＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＰｅｒｏｖｓｋｉｔｅＴｈｉｎＦｉｌｍｓａｎｄＳｏｌａｒＣｅｌｌｓＪＩＡＸｉａｎｇｒｕｉ１ꎬＢＡＩＦａｎ２ꎬＭＡＯＣａｉｘｉａ３ꎬＺＨＡＮＧＳｈｕｆａｎｇ１ꎬ２(１.ＳｃｈｏｏｌｏｆＰｈｙｓｉｃｓａｎｄＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＬｕｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＹａｎｔａｉ２６４０３９ꎬＣｈｉｎａꎻ２.ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＮａｎｊｉｎｇ２１００９４ꎬＣｈｉｎａꎻ３.ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＨｕｂｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＸｉａｎｎｉｎｇ４３７１００ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅｓｏｌａｒｃｅｌｌｓｈａｓｉｎｃｒｅａｓｅｄｒａｐｉｄｌｙｉｎａｆｅｗｙｅａｒｓꎬｓｈｏｗｉｎｇａｇｒｅａｔｐｏｔｅｎｔｉａｌｆｏｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ.Ａｓｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔｐａｒｔｏｆｔｈｉｓｋｉｎｄｏｆｂａｔｔｅｒｙꎬｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅｔｈｉｎｆｉｌｍｉｓｖｅｒｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｏｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｂａｔｔｅｒｙ.Ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅｔｈｉｎｆｉｌｍｓｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｏｎｅ￣ｓｔｅｐｓｏｌｕｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄａｒｅｐｒｏｎｅｔｏｓｍａｌｌｇｒａｉｎｓｉｚｅａｎｄｐｏｏｒｃｏｖｅｒａｇｅꎬｗｈｉｃｈｌｅａｄｔｏｌｏｗｅｆｆｉ￣ｃｉｅｎｃｙａｎｄｐｏｏｒｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｂａｔｔｅｒｙａｎｄａｒｅｎｏｔｃｏｎｄｕｃｉｖｅｔｏｉｔｓｃｏｍｍｅｒｃｉａｌｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ.Ｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅｔｈｉｎｆｉｌｍｓｃａｎｂｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｉｍｐｒｏｖｅｄｂｙｉｎｔｒｏｄｕｃｉｎｇａｎｔｉ￣ｓｏｌｖｅｎｔｉｎｔｈｅｏｎｅ￣ｓｔｅｐｓｏｌｕｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ.Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒꎬｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃｓｏｌｖｅｎｔｓ(ｔｏｌｕ￣ｅｎｅꎬｃｈｌｏｒｏｂｅｎｚｅｎｅꎬｅｔｈｙｌａｃｅｔａｔｅ)ｗｅｒｅｕｓｅｄａｓａｎｔｉ￣ｓｏｌｖｅｎｔｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｎｔｉ￣ｓｏｌｖｅｎｔｓｏｎｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｐｅｒ￣ｏｖｓｋｉｔｅｔｈｉｎｆｉｌｍａｎｄｂａｔｔｅｒｙ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅｔｈｉｎｆｉｌｍꎻａｎｔｉ￣ｓｏｌｖｅｎｔꎻｏｎｅ￣ｓｔｅｐｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄꎻｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃｐｒｏｐｅｒｔｙꎻｓｔａｂｉｌｉｔｙ(责任编辑㊀李秀芳)。

添加剂溶剂化结构
添加剂的溶剂化结构是指在电解液中，Li+与周围的溶剂分子形成的一种结构。

在1973年，人们就提出了溶剂化结构模型，并将其引入了Debye-Huckel模型之中。

在2019年，Ming等人提出了一个简单的Li+溶剂化模型，按照晶体模型理论，Li+(solvent)x(additive)y(anion)中的x和y根据电解液中的摩尔浓度确定。

对于1.0 M LiPF6 in PC电解液，可以写为Li+(PC)12.6(PF6−)，其中Li+与4-6个PC溶剂分子构成第一层溶剂化壳层，剩下的6-7个溶剂分子构成第二层溶剂化壳层，而阴离子则位于第一层和第二层壳层之间。

研究显示，电解液的溶剂化结构会对电池性能产生显著的影响，比如在醚基电解液中加入0.4M LiNO3，能够弱化溶剂分子的共嵌入，从而稳定地进行充放电循环。

此外，在金属锂电池中，添加NO3-能够促进FSI-在醚类电解质中分解，形成富含LiSOx、LiF和LiNxOy 的SEI膜，抑制金属锂枝晶的生长。

虽然溶剂化结构对电池性能的影响机理尚存在争议，但可以肯定的是，溶剂化结构对于理解电解液和电极界面的相互作用具有重要意义。

溶剂对PEO基固态电解质制备与性能的影响徐春曦; 张程; 郑媛媛; 靳承铀; 缪永华【期刊名称】《《电源技术》》【年(卷),期】2019(043)003【总页数】4页(P390-392,494)【关键词】固态电池; 聚合物固态电解质; 微观结构; 结晶度; 力学性能; 电化学性能【作者】徐春曦; 张程; 郑媛媛; 靳承铀; 缪永华【作者单位】中天储能科技有限公司江苏南通226015【正文语种】中文【中图分类】TM912近年来，在可充电化学能源方面，锂离子电池已经成为了一个最重要的电化学器件。

由于有机液态电解液存在漏液、高温下不稳定性以及与电极之间存在分解反应等问题，严重制约锂离子电池发展。

采用固态电解质取代液体电解液的全固态电池具有高能量密度、长循环寿命、易于加工成型、高安全性以及较好的化学和电化学稳定性等优点，在新型高性能锂电池及电化学等应用上显示出巨大的优越性[1]。

固态电解质可分为无机固态电解质与聚合物基固态电解质(SPE)两种，其中SPE具有较优的粘弹性和成膜性，能够适应电池充放电过程中电极材料的变化，有效避免无机固态电解质与电池电极接触不良、耐冲击差的缺点，是开发全固态锂电池的理想材料。

聚氧化乙烯(PEO)聚合物电解质作为适用于锂离子电池中的聚合物离子导体，以其电化学稳定性、对众多锂盐优良的溶剂化能力以及有利于离子快速迁移的结构等优势，受到了大量而深入的研究[2]。

然而，Li+需通过与PEO链段间的“络合-解络合”作用形成离子导通，SPE在室温下的结晶结构使Li+运动受禁，仅在温度高于玻璃化转变温度(Tg)时达到理想的电导率水平，但高温时接近液体的状态并不利于其作为锂离子电池隔膜的应用。

因此，现阶段的研究主要集中在改善PEO的微观结构，在保证SPE优良安全性与循环寿命的同时，降低其结晶度。

聚偏氟乙烯-六氟丙烯 (PVDF-HFP)中的-CF2基团与PEO中的-C-O-C-基团之间强烈的相互作用使两者具有优良的相容性[3]。