研究目的
研究稀土离子系统性掺杂对倒置钙钛矿太阳能电池中NiOx空穴传输层结构与光电特性及其光伏性能的影响。
研究成果
研究表明，稀土掺杂能显著改变NiOx空穴传输层的导电性和能带排列，从而提升倒置钙钛矿太阳能电池的光伏性能和稳定性。当采用3%铕掺杂NiOx（Eu:NiOx）空穴传输层时达到最佳掺杂条件，其光电转换效率（PCE）达15.06%，较原始NiOx空穴传输层提升了23.4%。这表明稀土掺杂NiOx是高性能倒置钙钛矿太阳能电池中极具潜力的空穴提取材料。
研究不足
该研究聚焦于稀土掺杂对倒置钙钛矿太阳能电池中NiOx空穴传输层的影响，但未深入探究其在不同环境条件下的长期稳定性以及溶液法制备大面积器件的可扩展性。
1：实验设计与方法选择：
通过简单溶液法制备了一系列稀土元素（Ce、Nd、Eu、Tb和Yb）掺杂的NiOx空穴传输层（HTL），用于构建高效倒置钙钛矿太阳能电池（PSCs）。系统研究了稀土掺杂类型和浓度对NiOx HTL结构、电学及光电特性的影响。
2：样品选择与数据来源：
样品采用醋酸镍四水合物与不同摩尔比（1%、3%、5%）的稀土硝酸六水合物混合于醋酸镍四水合物和乙醇胺溶液中制备而成。
3：1%、3%、5%）的稀土硝酸六水合物混合于醋酸镍四水合物和乙醇胺溶液中制备而成。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：材料包括碘化铅(II)、碘化甲铵、[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯（PCBM[60]）、醋酸镍四水合物及稀土盐类；设备包含用于J-V测试的太阳光模拟器、紫外-可见光谱仪、X射线衍射谱（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）和X射线光电子能谱（XPS）。
4：实验流程与操作步骤：
将制备的NiOx或RE:NiOx前驱体溶液旋涂于清洗后的FTO基底上并进行退火处理获得HTLs。通过一步法制备MAPbI3钙钛矿前驱体并涂覆于HTLs上，随后真空蒸镀PCBM[60]溶液和银电极层。
5：数据分析方法：
电导率通过J-V曲线计算得出，载流子浓度与迁移率由霍尔测试获得，功函数采用紫外光电子能谱（UPS）测量，光伏参数数据来自20个器件的测试结果。
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Lead (II) iodide
PbI2
Alfa Aesar
Used as a precursor in the preparation of the MAPbI3 perovskite precursor.
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Methylammonium iodide
MAI
Xi’an Polymer Light Technology Crop
Used as a precursor in the preparation of the MAPbI3 perovskite precursor.
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[6,6]-Phenyl-C61-butyric Acid Methyl Ester
PCBM [60]
Solenne.b.v. Crop
Used as an electron transport layer in the device fabrication.
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Nickel acetate tetrahydrate
Macklin
Used in the preparation of NiOx and RE:NiOx precursor solutions.
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N, N-Dimethylformamide
DMF
Aladdin
Used as a solvent in the preparation of the MAPbI3 perovskite precursor.
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Dimethyl sulfoxide
DMSO
Aladdin
Used as a solvent in the preparation of the MAPbI3 perovskite precursor.
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Ethanolamine
EA
Aladdin
Used in the preparation of NiOx and RE:NiOx precursor solutions.
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Anhydrous ethanol
Aladdin
Used as a solvent in the preparation of NiOx and RE:NiOx precursor solutions.
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