蘇州大學AM：偏壓等離子體處理氧化鎳用于高效鈣鈦礦/硅疊層太陽能電池

氧化鎳（NiO?）作為空穴傳輸層，通過磁控濺射沉積具有高穩定性、低成本、高重復性和可擴展性等優勢，適用于鈣鈦礦及疊層太陽能電池。然而，濺射NiO?的界面缺陷和次優能帶排列限制了其性能。

本研究蘇州大學張曉宏和楊新波等人通過原位偏壓等離子體處理（BPT）重構濺射NiO?表面，實現了更光滑、更致密的表面形貌及可控的Ni3?/Ni2?比例。BPT處理顯著提升了NiO?的電導率，抑制了非輻射復合，優化了能帶排列，并促進了鈣鈦礦的結晶性。

最終，寬禁帶鈣鈦礦太陽能電池的功率轉換效率（PCE）提升至21.8%，而單片鈣鈦礦/硅疊層太陽能電池的PCE更是達到32.1%（認證效率31.7%），并展現出優異的操作穩定性。

文章亮點

1. 創新表面處理技術：通過原位偏壓等離子體處理（BPT）重構NiO?表面，顯著提升其電導率和界面質量，同時實現Ni3?/Ni2?比例的可控調節。

2. 高效性能突破：寬禁帶鈣鈦礦太陽能電池的PCE提升至21.8%，鈣鈦礦/硅疊層電池的PCE達到32.1%，突破現有技術瓶頸。

3. 工業化潛力：BPT技術基于標準物理工藝，無需額外化學試劑，兼容現有濺射系統，具備大規模生產和成本控制的潛力。

X. Chen, K. Gao, X. Xu, L. Yang, S. Wang, W. Shi, F. Cao, W. Li, H. Li, Y. Li, B. Yang, C. Wang, W. Li, W. Wang, J. Xiao, S. Zhou, S. Yang, C. Yu, X. Zhang, X. Yang, Biased Plasma Treated Nickel Oxide for High-Efficiency Perovskite/Silicon Tandem Solar Cells. Adv. Mater. 2025, 2504581.

https://doi.org/10.1002/adma.202504581

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