氧化鎳(NiO)是用于鈣鈦礦太陽能電池(PSC)的有前途的空穴傳輸材料之一。盡管一直在努力提高溶膠-凝膠氧化鎳鈣鈦礦太陽能電池的性能,但關于穩(wěn)定劑對氧化鎳的使用和影響以及鈣鈦礦太陽能電池的相關性能的研究有限。到目前為止,大多數(shù)溶膠-凝膠氧化鎳方法使用基于強酸性或弱堿性催化劑(如鹽酸和單乙醇胺)的化學穩(wěn)定劑。然而,很明顯,薄膜中剩余的偏向pH值的穩(wěn)定劑會加重器件的穩(wěn)定性。因此,開發(fā)一種更穩(wěn)定、更有效的氧化鎳來提高鈣鈦礦太陽能電池的性能勢在必行。鑒于此,2022年4月21日首爾大學Soo Young Park團隊于AFM刊發(fā)采用含銨鹽穩(wěn)定劑的氧化鎳空穴傳輸材料提高反式鈣鈦礦太陽能電池的穩(wěn)定性和效率的研究成果。在氧化鎳液中使用了相對中性的銨鹽,可以提高氧化鎳的空穴傳輸能力和穩(wěn)定性。在最佳鹽分條件下,能級和空穴電導率得到了有利的調(diào)節(jié),有利于空穴傳輸。此外,銨鹽和鈣鈦礦之間的建設性相互作用增強了界面性質(zhì)并減少了陷阱輔助復合。基于這種新穎的氧化鎳,在所報道的基于MAPbI3 的鈣鈦礦太陽能電池中,展示了19.91%的冠軍功率轉(zhuǎn)換效率和1.13 V的極高開路電壓。此外,具有銨鹽穩(wěn)定劑的氧化鎳可確保器件的長期穩(wěn)定性,即使在800小時后也能保持97%的初始功率轉(zhuǎn)換效率。
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