掺镍离子以增强钙钛矿晶格完整性与稳定性，实现高性能平面异质结太阳能电池

摘要： 增强多晶钙钛矿薄膜的晶格完整性和稳定性极具挑战性。本研究提出镍(Ni)离子掺杂策略来调控CH3NH3PbI3钙钛矿薄膜的晶体结构。大量实验表征表明，由于Ni离子强烈倾向于与卤素离子形成八面体配位，能有效消除本征卤素空位缺陷，从而显著提升晶格完整性和短程有序性。同时，Ni离子与卤素离子及有机基团间更强的化学键合作用可提高钙钛矿材料的稳定性。镍离子掺杂还改善了钙钛矿薄膜的表面形貌。结果显示，1.5%镍掺杂的平面异质结钙钛矿太阳能电池光电转换效率达18.82%，较原始器件14.92%的效率提升25%。该掺杂器件在空气环境中存储800小时后仍保持初始效率的90%，展现出卓越稳定性。本研究为金属掺杂钙钛矿材料在光电器件中的应用提供了新思路。