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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
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。
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。
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。
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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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鈣鈦礦產教融合交流@知光谷(微信群):需添加編輯微信
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