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通过采用溶液法制备的铝掺杂氧化镍空穴传输层，使MAPbI?钙钛矿平面太阳能电池的转换效率超过20%

DOI：10.1021/acsami.0c04618 期刊：ACS Applied Materials & Interfaces 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要： 近期，氧化镍（NiOx）薄膜作为高效稳定的空穴传输层（HTL）被应用于倒置平面钙钛矿太阳能电池（IP-PSCs），以替代昂贵且不稳定的有机传输材料。然而由于NiOx电子电导率不足，多数采用NiOx HTL的IP-PSCs功率转换效率（PCE）普遍低于20%。本研究提出采用溶液法制备的铝掺杂氧化镍（ANO）薄膜作为低成本稳定型IP-PSCs的空穴传输层。铝掺杂显著提升了NiOx薄膜的电导率，有效降低了HTL-钙钛矿界面的非辐射复合损耗并增强了空穴提取/传输能力。未掺杂NiOx器件最佳PCE为16.56%，而5%掺杂量的ANO HTL使器件PCE提升至20.84%，优于迄今报道的所有基于NiOx HTL的CH3NH3PbI3 IP-PSCs。此外，1728小时存储可靠性测试表明，采用ANO HTL可使器件性能稳定性提升约11%。该研究为开发基于低成本稳定金属氧化物HTL的高效可靠IP-PSCs提供了新方向。
作者： Bhaskar Parida，Saemon Yoon，Jun Ryu，Shuzi Hayase，Sang Mun Jeong，Dong-Won Kang
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

通过采用溶液法制备的铝掺杂氧化镍（ANO）作为空穴传输层（HTL），以解决未掺杂NiOx空穴传输层电子电导率不足的问题，从而提高倒置平面钙钛矿太阳能电池（IP-PSCs）的功率转换效率（PCE）。

研究成果

研究表明，溶液法制备的掺铝氧化镍（ANO）薄膜可作为反式平面钙钛矿太阳能电池（IP-PSCs）的高效空穴传输层，将功率转换效率（PCE）显著提升至20%以上并改善器件稳定性。这一进展为采用稳健金属氧化物空穴传输层开发高性能、低成本钙钛矿太阳能电池提供了重要方向。

研究不足

该研究聚焦于通过Al掺杂提升NiOx空穴传输层（HTLs）的功率转换效率（PCE），但除1728小时存储测试外，未深入探究器件在不同条件下的长期环境稳定性。

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