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原子层沉积接触的增强成核作用提高了钙钛矿太阳能电池在空气中的运行稳定性

DOI：10.1002/aenm.201902353 期刊：Advanced Energy Materials 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 金属卤化物钙钛矿在高效太阳能电池、发光二极管及其他光电器件领域展现出广阔前景。当前确保长期稳定性已成为研究重点。本研究采用2纳米超薄聚乙氧基乙烯亚胺（PEIE）对C60表面进行功能化处理，进而沉积原子层沉积法（ALD）制备的SnO2——这是p-i-n器件中常用的电子接触双层结构。增强的成核效应使初始ALD SnO2层更连续，展现出优异的阻隔性能，在直接暴露于高温（200°C）和水环境下仍能有效保护Cs0.25FA0.75Pb(Br0.20I0.80)3薄膜。经PEIE表面修饰的器件在60°C光照空气环境下的严苛测试中表现出更优异的稳定性。这种"内置"阻隔层能缓解外部封装无法解决的降解途径（如内部卤素或金属扩散），同时保持高达18.5%的器件效率。该成核策略还可拓展至ALD VOx薄膜，证明其具有广泛应用于其他金属氧化物接触层及器件结构的潜力。
作者： James A. Raiford，Caleb C. Boyd，Axel F. Palmstrom，Eli J. Wolf，Benjamin A. Fearon，Joseph J. Berry，Michael D. McGehee，Stacey F. Bent
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研究目的

研究使用超薄聚乙氧基乙烯亚胺（PEIE）层来增强原子层沉积（ALD）SnO2在C60上的成核作用，以提高钙钛矿太阳能电池在空气中的运行稳定性。

研究成果

使用薄层PEIE能显著增强ALD SnO2在C60上的成核效果，从而提升钙钛矿太阳能电池的阻隔性能和运行稳定性。该策略有效抑制了内部卤化物或金属扩散等降解途径，维持了器件的高效率。该方法同样适用于其他金属氧化物接触层，表明其在钙钛矿光电器件中具有更广泛的潜在应用价值。

研究不足

该研究聚焦于利用PEIE提升ALD SnO2在C60上的成核与阻隔性能，但其对其他金属氧化物及器件架构的普适性仍需进一步探究。此外，在超出测试场景的各类环境条件下的长期稳定性仍有待验证。

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