暨南大学新能源技术研究院麦耀华/王有生：空穴梯度能级调控构建高效稳定的钙钛矿太阳能电池

【资料图】

近日，暨南大学新能源技术研究院联合广东脉络能源科技有限公司在高水平期刊Nano-Micro Letter（IF=23.655）上发表题为“Hole-Transport Management Enables 23%-Efficient and Stable Inverted Perovskite Solar Cells with 84% Fill Factor”的研究论文。硕士研究生刘立明、本科生马亚婕为共同第一作者，王有生副研究员和麦耀华教授为文章共同通讯作者。

目前，基于无机NiOx的反式结构钙钛矿太阳电池具有稳定性高、制备工艺简单、成本低等优点被广泛关注，有潜力快速实现产业化。然而，NiOx表面缺陷、多晶钙钛矿薄膜/NiOx异质结界面缺陷、空穴界面处能级失配等问题，都会导致严重的开路电压和填充因子的损失，进而制约反式光伏器件的性能。

鉴于此，研究团队通过掺杂技术、界面钝化等策略，构建了高质量空穴界面接触，其结构为FTO/Li:NiOx/NiOx/PTAA/Al2O3/(F4TCNQ-2D@3D Perovskite复合层)，此结构有效提升了空穴传输，抑制了界面非辐射复合，显著减少了开路电压和填充因子损失。同时，钙钛矿与p-型F4TCNQ分子有强烈的化学键合作用，有效抑制卤化物空位（halide vacancy）和寄生吸收零价铅（Pb0）缺陷的形成。结果，NiOx基反式钙钛矿太阳能电池的光电转化效率超过23%，开路电压高达1.161V，填充实现84%，此结果为1.56 eV带隙的钙钛矿器件最高效率之一。另外，器件连续光照1200小时后，稳定性仍然保持初始效率的90%以上。该研究工作为NiOx基反式钙钛矿太阳电池的空穴界面接触和性能的提升等方面提供了重要的方向。

图1为氧化镍基反式钙钛矿太阳能电池性能和光照稳定性。

本工作得到了国家自然科学基金（62204099）、广东省基础与应用基础研究基金项目（2020A1515110462）、中央高校基本科研业务费专项资金（21620347）、大学生创新创业训练计划等项目的资助。

论文链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s40820-023-01088-4

来源：暨南大学新闻网

头条号编辑：赖子瑶

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