利用氧化钒界面修饰层提升钙钛矿太阳能电池的性能

摘要： 为提升钙钛矿太阳能电池（PSCs）的性能，采用射频磁控溅射系统沉积氧化钒（VOx）薄膜作为界面修饰层（IML）。该VOx IML用于修饰氧化铟锡（ITO）阳极与聚(3,4-乙撑二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸（PEDOT:PSS）空穴传输层（HTL）之间的界面。紫外光电子能谱（UPS）测得VOx薄膜的价带顶（VBM）为4.94 eV，结合其光学带隙计算得出导带底（CBM）能级为2.12 eV。这证实VOx IML可作为电子阻挡层，使ITO阳极功函数与PEDOT:PSS HTL最高占据分子轨道（HOMO）能级更匹配。接触角测量显示，VOx IML上旋涂的PEDOT:PSS HTL表面能为47.76 mJ/m2（ITO阳极直接旋涂为38.21 mJ/m2）。增强的表面能提高了钙钛矿吸光层在HTL上的附着能力，从而通过VOx IML的优异特性增强载流子提取并降低漏电流，显著改善PSCs性能。对比无VOx IML的常规器件，采用VOx IML的PSCs功率转换效率（PCE）从9.43%提升至13.69%。