氧化镍(NiOx)是串联应用中铅锡(Pb-Sn)钙钛矿太阳能电池(PSC)制造的潜在空穴传输材料。然而,NiOx/钙钛矿界面上Ni≥3+物种与Sn2+之间的能级失配和不利的氧化还原反应带来了挑战。近日,南方科技大学王湘麟、暨南大学时婷婷、宁波工程学院张为海通过用多功能4-氨基苯磺酸(4-ABSA)夹层调节NiOx/钙钛矿界面,证明了高性能的Pb-Sn基无机PSC。
本文要点:
1) 4-ABSA中间层诱导形成从NiOx指向钙钛矿的定向偶极矩,有效提高了NiOx薄膜的价带最大值,从而平衡了能级差并促进了器件的电荷载流子提取。此外,4-ABSA分子与NiOx和钙钛矿相互作用,抑制高活性Ni≥3+物种与钙钛矿的反应,同时调节钙钛矿结晶。这导致钙钛矿薄膜的缺陷密度降低,晶粒增大。
2) 因此,作者获得了17.4%的器件效率。此外,4-ABSA中间层增强了器件的紫外线辐射和操作稳定性,在240小时的紫外线照射和480小时的阳光照射后,分别保持了超过80%和90%的初始效率。
Weihai Zhang et.al Oriented Molecular Dipole-Enabled Modulation of NiOx/Perovskite Interface for Pb-Sn Mixed Inorganic Perovskite Solar Cells Adv. Mater. 2024
https://doi.org/10.1002/adma.202414125