研究目的
研究将等离子体辅助原子层沉积氧化镍作为空穴传输层应用于混合钙钛矿太阳能电池以提升其性能。
研究成果
在钙钛矿合成前对原子层沉积（ALD）NiO薄膜进行空气退火处理，通过改善钙钛矿层的润湿性并提高NiO薄膜的导电性和迁移率，显著提升了p-i-n型钙钛矿太阳能电池的性能。退火后NiO器件实现了17.07%的优异光电转换效率（PCE），而原始NiO器件仅为13.98%，这凸显了界面优化在钙钛矿太阳能电池中的重要性。
研究不足
该研究聚焦于原子层沉积氧化镍（ALD NiO）作为钙钛矿太阳能电池空穴传输层的优化，但未探究该工艺的工业化可扩展性，也未评估器件在实际工作条件下的长期稳定性。
1：实验设计与方法选择：
以Ni(MeCp)?为前驱体、O?等离子体为共反应物，在50-300°C温度范围内进行NiO的等离子体辅助原子层沉积。
2：样品选择与数据来源：
沉积在带有薄本征氧化层的c-Si衬底上进行。
3：实验设备与材料清单：
自制ALD反应器、Ni(MeCp)?前驱体、O?等离子体、光谱椭偏仪、GI-XRD、AR-XPS、SEM、TEM、UPS、TRPL、EIS。
4：实验步骤与操作流程：
ALD循环包括前驱体脉冲、吹扫、O?等离子体暴露和吹扫。钙钛矿合成前对NiO薄膜进行空气退火处理。
5：数据分析方法：
光谱椭偏仪测定厚度与光学特性，XRD分析结晶性，XPS分析化学成分，SEM和TEM观察形貌，UPS研究能带排列，TRPL评估电荷提取效率，EIS测定载流子浓度与迁移率。
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获取完整内容-
X-ray diffractometer
X’Pert Pro MRD
PANalytical
Investigating the crystallinity of the ALD NiO samples.
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X-ray photoelectron spectrometer
KA1066
Thermo Scientific
Investigating the chemical composition of the ALD NiO films.
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scanning electron microscope
S-4100
Hitachi
Performing SEM to analyze the morphology of the perovskite films.
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transmission electron microscope
ARM 200
JEOL
Performing TEM studies to analyze the cross-section of the PSC.
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spectroscopic ellipsometry
M2000
J.A. Woollam Co.
Determining the thickness and optical properties of ALD NiO films.
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