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用于高效倒置介孔钙钛矿太阳能电池的新型NiO纳米森林结构

DOI：10.1021/acsami.9b15820 期刊：ACS Applied Materials & Interfaces 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 采用无机空穴传输层（HTLs）的反型钙钛矿太阳能电池（PSCs）在开发空气稳定的光伏器件方面展现出诱人特性。然而其功率转换效率（PCEs）仍逊色于介孔n-i-p器件，主要归因于不理想的空穴提取和界面复合损耗。本研究设计了一种新型一维NiO纳米管（NTs）纳米森林作为高效介孔HTLs。该NiO NTs介孔结构为快速空穴提取提供了高导电通道，并抑制了界面复合损耗。此外，通过优化NiO NTs纳米森林的长度与分支生长（模拟自然森林演化过程），可实现卓越的光捕获效果。因此，这种反型介孔PSCs实现了18.77%的最佳效率，在现有NiO基器件中仍保持领先地位。同时该介孔器件展现出显著提升的长期稳定性。本研究为开发高性能反型PSCs提供了新的设计思路。
作者： Xin Yin，Jifeng Zhai，Lixin Song，Pingfan Du，Ni Li，Yefeng Yang，Jie Xiong，Frank K. Ko
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

开发一种新型一维NiO纳米管（NTs）纳米森林，作为倒置钙钛矿太阳能电池（PSCs）的高效介孔空穴传输层（HTLs），以提高功率转换效率（PCEs）和长期稳定性。

研究成果

作为高性能倒置钙钛矿太阳能电池的高导电性介孔空穴传输层，NiO纳米管森林展现出优异的导电性和能级匹配特性，可实现快速空穴传输/提取并改善界面陷阱态钝化效果。该倒置介孔器件实现了18.77%的卓越效率，同时抑制了SRH复合损耗并提升了开路电压。此外，纳米管森林介孔器件的长期稳定性优于传统纳米晶平面器件。

研究不足

该研究聚焦于倒置钙钛矿太阳能电池中NiO纳米管森林的制备，但对掺杂机制的研究仍较为初步，不利于高效器件的可控制备。

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