研究目的
通过简单的溶剂热法合成硫掺杂硫化镍（NiS），并将其作为有机太阳能电池（OSC）的阳极界面层，从而开发出一种无酸性、无吸湿性且能实现高效、可重复及环境稳定的阳极界面材料。
研究成果
该研究通过溶剂热法成功合成了硫掺杂NiS，并证明了其在有机太阳能电池中作为空穴传输层（HTL）的应用。基于NiS_2.0空穴传输层的器件展现出最佳的光伏特性、优异的重复性及卓越的环境稳定性，表明其在有机太阳能电池商业化应用中的潜力。
研究不足
该研究聚焦于NiS作为有机太阳能电池空穴传输层的合成与应用，但其实现的功率转换效率（2.28%）仍低于部分其他有机太阳能电池材料。尽管环境稳定性有所改善，但可能仍需进一步提升才能满足商业化应用需求。
1：实验设计与方法选择
本研究采用溶剂热合成法制备了不同硫含量的硫化镍(NiS)。通过考察硫含量对NiS形貌变化的影响，将所得NiS用作有机太阳能电池(OSCs)的空穴传输层(HTLs)。
2：样品选择与数据来源
通过在合成过程中改变硫源（硫代乙酰胺）的用量，制备了NiS_1.0、NiS_1.5、NiS_2.0和NiS_2.5样品。将这些样品作为OSCs的空穴传输层以评估其光伏性能。
3：实验设备与材料清单
场发射扫描电子显微镜(FESEM, JEOL-7610F-Plus)、场发射透射电子显微镜(FE-TEM, Tecnai G2 F20美国)、X射线衍射仪(PANalytical, X'Pert-PRO MPD)、X射线光电子能谱仪(ESCALAB 250 XPS系统, 赛默飞世尔科技英国)、Bio-Logic SP-150电化学工作站、配备XE-100高级扫描探针显微镜的原子力显微镜、T60紫外-可见分光光度计、开尔文探针S和开尔文控制07。
4：实验流程与操作步骤
合成过程包括将六水合氯化镍溶解于醋酸中，加入乙醇和硫代乙酰胺后搅拌，随后将溶液转移至聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜中，在160°C下反应5小时。沉淀物经洗涤干燥后获得NiS样品。利用这些NiS样品制备OSCs，并记录每个器件在光照下的光伏特性。
5：数据分析方法
通过分析光伏特性确定功率转换效率(PCE)、短路电流密度(Jsc)、开路电压(Voc)和填充因子(FF)，同时评估器件的稳定性和重现性。
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FESEM
JEOL-7610F-Plus
JEOL
Examining changes in the surface morphologies of the NiS materials
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X-ray photoelectron spectroscopy
ESCALAB 250 XPS system
Thermo Fisher Scientific
Detecting chemical composition and purity of phase
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FE-TEM
Tecnai G2 F20
USA
Scanning the internal structure of as-synthesized NiS
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X-ray diffraction
PANalytical, X'Pert-PRO MPD
the Netherlands
Measuring the phase structures of the NiS materials with various sulfur amounts
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Bio-Logic SP-150 potentiostat
Recording the photovoltaic characteristics under illumination
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Measuring the thickness profile of each HTL
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