采用室温溅射Nb2O5电子传输层提升碳基平面CsPbBr3钙钛矿太阳能电池性能

摘要： 无机CsPbBr3钙钛矿太阳能电池（PSC）因其卓越的空气和热稳定性以及低成本的制造工艺而备受关注。晶体TiO2（c-TiO2）被广泛用作无机CsPbBr3 PSC的电子传输层（ETL）材料。然而，c-TiO2需要高温（>450°C）制备工艺，这阻碍了柔性无机CsPbBr3 PSC的应用，且其低电子迁移率进一步限制了性能提升。本文通过简便的室温溅射法为无机平面CsPbBr3 PSC制备了新型非晶Nb2O5（a-Nb2O5）ETL。采用a-Nb2O5 ETL的PSC获得了5.74%的冠军效率，高于基于高温（500°C）退火处理的晶体Nb2O5（c-Nb2O5）ETL（5.12%）或c-TiO2 ETL（4.67%）的PSC效率。CsPbBr3 PSC采用a-Nb2O5 ETL后光伏特性的改善可归因于其合适的功函数、高光学透过率、a-Nb2O5/CsPbBr3界面处低电荷复合以及在a-Nb2O5 ETL上沉积的CsPbBr3薄膜具有优异的结晶度。此外，未封装的a-Nb2O5基CsPbBr3 PSC在环境大气中表现出良好的长期稳定性。本研究为制备高性能无机PSC提供了新方向。