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oe1(光电查) - 科学论文

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  • [IEEE 2019年第六届空间科学与通信国际会议（IconSpace）- 马来西亚新山（2019.7.28-2019.7.30）] 2019年第六届空间科学与通信国际会议（IconSpace）- 氧化镍层作为空穴传输材料在钙钛矿太阳能电池中的集成应用

    摘要： 由于有机空穴传输材料（HTM）存在稳定性问题，无机空穴传输材料在钙钛矿中的成功集成成为主要关注点之一。采用电子束蒸发（EBPVD）技术（而非溶液法）沉积了作为倒置钙钛矿太阳能电池高效HTM的无机NiO薄膜。沉积基底的X射线衍射（XRD）图谱显示(111)和(200)晶面峰占主导。NiO薄膜形成过程中的非化学计量比(111)相会影响其电荷传输特性。场发射扫描电镜（FESEM）证实NiO已成功非化学计量沉积于FTO玻璃上，其元素重量百分比为O?（15.82%）和Ni（23.62%）。该太阳能电池采用玻璃/TCO/NiO/钙钛矿/PCBM/BCP/Ag结构，所制备钙钛矿太阳能电池展现出10.80%的高光电转换效率（PCE），短路电流密度（Jsc）为15.13 mA cm?2，开路电压（Voc）为0.967 V，填充因子（FF）为73.83%，这也为实际商业化应用提供了有机HTL之外的替代方案。

    关键词： 钙钛矿太阳能电池、空穴传输材料、氧化镍、气相沉积技术、功率转换效率

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 用于红外发光二极管的单层MoSe?/NiO范德华异质结构

    摘要： 如今，单层过渡金属硫族化合物（TMCs）因其优异的光电性能受到广泛研究。然而，大尺寸单层TMCs的制备及高功率TMC基发光二极管的构建仍充满挑战，这限制了其在二维器件中的应用。本研究通过化学气相沉积法合成了大尺寸单晶MoSe2单层材料，探讨了MoO3与Se的相对气压比对MoSe2形貌的影响。透射电镜分析证实了2H相单层MoSe2的存在。检测到MoSe2单层在约804 nm处出现光致发光峰，表明其本征带隙为1.54 eV。重要的是，我们构建了一种新型二维/三维异质结构——单层MoSe2/NiO范德华异质结发光二极管（LED）。n-MoSe2/p-NiO LED的电致发光峰位于812 nm、848 nm和918 nm，均处于红外光波段。值得注意的是，该n-MoSe2/p-NiO LED的电致发光峰与传统空调?？仄鞑ǔは嘟?，因此这种n-MoSe2/p-NiO红外LED有望未来应用于红外遥感系统。

    关键词： 范德瓦尔斯异质结构、红外发光二极管、单层二硒化钼、化学气相沉积、氧化镍

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 等离子体辅助原子层沉积氧化镍作为混合钙钛矿太阳能电池的空穴传输层

    摘要： 低温原子层沉积（ALD）技术在制备厚度均匀、共形且无针孔的亚纳米级薄膜方面具有显著优势。本研究采用双甲基环戊二烯基镍（Ni(MeCp)?）为前驱体、O?等离子体为共反应物，在50–300°C宽温域范围内实现了氧化镍（NiO）的等离子体辅助原子层沉积。当沉积温度为150°C时，4英寸硅片上获得了每循环0.32 ?的生长速率，并展现出优异的厚度均匀性。通过系统研究NiO薄膜的体相特性及其与三元阳离子混合钙钛矿吸光层的界面性质，旨在将NiO作为空穴传输层（HTL）集成于p-i-n型钙钛矿太阳能电池（PSC）结构中。研究表明：在钙钛矿合成前对ALD制备的NiO薄膜进行空气退火处理是实现高效器件性能的关键。退火处理改善了钙钛矿层的润湿性，同时提升了NiO薄膜的导电性和载流子迁移率，使制备器件的短路电流密度（Jsc）和填充因子（FF）显著提高。最终，基于退火NiO的空穴传输层器件实现了17.07%的优异光电转换效率（PCE），显著优于原始NiO器件13.98%的效率值。

    关键词： 等离子体辅助原子层沉积、钙钛矿太阳能电池、原子层沉积、氧化镍、空穴传输层

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 用于高效倒置介孔钙钛矿太阳能电池的新型NiO纳米森林结构

    摘要： 采用无机空穴传输层（HTLs）的反型钙钛矿太阳能电池（PSCs）在开发空气稳定的光伏器件方面展现出诱人特性。然而其功率转换效率（PCEs）仍逊色于介孔n-i-p器件，主要归因于不理想的空穴提取和界面复合损耗。本研究设计了一种新型一维NiO纳米管（NTs）纳米森林作为高效介孔HTLs。该NiO NTs介孔结构为快速空穴提取提供了高导电通道，并抑制了界面复合损耗。此外，通过优化NiO NTs纳米森林的长度与分支生长（模拟自然森林演化过程），可实现卓越的光捕获效果。因此，这种反型介孔PSCs实现了18.77%的最佳效率，在现有NiO基器件中仍保持领先地位。同时该介孔器件展现出显著提升的长期稳定性。本研究为开发高性能反型PSCs提供了新的设计思路。

    关键词： 介孔结构、氧化镍、空穴传输层、倒置钙钛矿太阳能电池、纳米管纳米森林

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 金属纳米复合材料辅助薄膜有机光伏中的光子捕获

    摘要： 采用基于P3HT:PCBM共混体异质结薄膜有机太阳能电池(TFOSC)研究了氧化镍(NiO)纳米颗粒辅助光子捕获的效应。通过对比不同NiO浓度器件与原始P3HT:PCBM活性层器件的性能发现：在太阳能吸收介质中引入NiO有利于提升光能捕获效率。当P3HT:PCBM共混活性层中NiO浓度达到最优值时，其功率转换效率较原始器件提升了140%以上，同时填充因子(FF)和短路电流密度(JSC)也获得显著改善。研究从太阳能吸收膜的光电特性角度分析了新型器件的性能提升机制。

    关键词： 局域态、太阳能电池、氧化镍、纳米复合材料、纳米颗粒

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 掺杂碳量子点的氧化镍用于高效稳定的平面p-i-n型钙钛矿太阳能电池

    摘要： 碳量子点（CQDs）因其高稳定性、良好的溶剂分散性以及可调的光电特性，作为极具前景的纳米碳平台在光电领域引起了极大关注。本研究通过在氧化镍（NiO）空穴传输层（HTL）中引入CQDs，开发出效率提升且长期稳定的平面p-i-n型钙钛矿太阳能电池（PSCs）。CQDs的掺入使NiO的能带结构下移，从而与掺锡氧化铟（ITO）电极的功函数及钙钛矿的能带边缘良好匹配。通过优化CQDs的掺入比例实现高效级联电荷传输，在空气环境中制备的器件功率转换效率（PCE）达到17.02%，显著高于未掺杂CQDs的NiO基PSC（15.66%）。伴随电荷积累抑制的电荷复合减少使J-V迟滞效应从4.5%降至1%以下。此外，掺杂CQDs的NiO在无封装大气条件下展现出长期稳定性，190小时后仍保持初始PCE的70%以上。该研究为制备适用于多种能量转换器件的高效电荷迁移溶液法金属氧化物中间层提供了新策略。

    关键词： 碳量子点，氧化镍，空穴传输层，稳定性，钙钛矿太阳能电池

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 采用苯乙基碘化铵修饰NiOx与钙钛矿层界面实现高效稳定的反式钙钛矿太阳能电池

    摘要： 基于空穴传输层NiOx的反型钙钛矿太阳能电池（PSCs）具有制备工艺简单、低温加工和低成本的优势。与钙钛矿电池中常用的n型SnOx材料相比，p型NiOx材料因其较低的光催化活性而展现出更优的光稳定性潜力。然而，部分典型材料修饰的NiOx层功能相对单一，限制了反型NiOx基PSCs的综合性能。本研究引入苯乙基碘化铵（PEAI）对NiOx/钙钛矿界面进行修饰，该修饰可同步提升钙钛矿层的结晶度与稳定性、钝化界面缺陷、形成准二维PEA2PbI4钙钛矿层并优化界面接触特性。经PEAI修饰NiOx/钙钛矿界面的PSCs光电转换效率（PCE）从参比电池的16.54%显著提升至20.31%。在85°C老化10小时和15%相对湿度下存放65天后，PEAI修饰电池分别保持原始PCE值的75%和72%，显著优于参比电池的47%和51%。因此，PEAI修饰NiOx/钙钛矿界面的PSCs表现出更高的光电转换效率及更优异的热稳定性和耐湿性。

    关键词： 氧化镍，钙钛矿太阳能电池，准二维，稳定性，PEAI

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 研究射频溅射NiO?衬底上CH?NH?PbI?薄膜的生长及其对倒置平面钙钛矿太阳能电池的影响：CH?NH??卤化物添加剂与CH?NH??卤化物蒸汽退火的对比

    摘要： 研究射频溅射氧化镍（sp-NiOx）基钙钛矿太阳能电池（PSCs）低效率问题的关键在于，目前对钙钛矿生长与sp-NiOx之间关联如何影响光电特性和光伏器件性能的认识有限。本文展示了在sp-NiOx上生长的甲基铵（MA）铅碘化物（MAPbI3）薄膜（采用化学计量比前驱体）会出现残余PbI2晶粒，这与溶液法制备NiOx上的钙钛矿生长情况形成对比。通过以下两种方式可抑制残余PbI2含量：1）添加过量MACl/MAI添加剂；2）在MACl/MAI蒸汽氛围中退火钙钛矿薄膜。结构与形貌分析表明，所有处理方式均显著减少残余PbI2并增大晶粒尺寸，但光物理测量显示仅MACl/MAI蒸汽退火能消除体相及界面缺陷位点。因此，只有蒸汽退火处理的器件表现出性能提升。这些结果阐明了维持钙钛矿化学计量比及其在sp-NiOx上结晶的关键作用——通过消除受sp-NiOx影响的关联缺陷来提升性能，这对进一步提高PSCs效率具有重要启示。

    关键词： 蒸汽退火、碘化铅、太阳能电池、氧化镍、钙钛矿

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 阳极电沉积NiO纳米片作为高效空气处理p-i-n钙钛矿太阳能电池中的空穴选择性接触层

    摘要： 通过恒电位阳极电沉积NiOOH，在ITO基底上制备了用于钙钛矿太阳能电池的空穴选择性接触材料——纳米结构NiO。这种电沉积方法不仅形成了蜂窝状形貌带来的大比表面积，还赋予了其区别于传统溶胶-凝胶法制备NiO的独特电化学特性，这两个特点对光电器件应用都颇具价值。在环境大气条件下，将CH3NH3PbI3沉积于NiO基底上制得p-i-n型钙钛矿太阳能电池，采用PCBM和溶液法制备的BCP作为电子选择性接触层，银作为对电极。研究发现器件性能强烈依赖于沉积电位，当相对于Ag/AgCl的电位从1.00V升至1.10V时，光电转换效率(PCE)随之提高。最佳效率达到16.1%，这得益于78%的填充因子。值得注意的是，电沉积层性能优于溶胶-凝胶旋涂层，证实了电合成法制备具有竞争力的钙钛矿光伏选择性接触材料的有效性。

    关键词： 钙钛矿太阳能电池，选择性接触，电沉积，氧化镍

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 两步退火法优化NiO界面提升环境稳定型p-i-n结构钙钛矿太阳能电池性能

    摘要： 在本研究中，我们对氧化镍（NiOx）薄膜采用两步退火工艺，并将其应用于钙钛矿太阳能电池（PSCs）。优化后的退火过程改变了NiOx的结构和化学成分，导致功函数变化并提升了NiOx包覆ITO基底的导电性。X射线光电子能谱表明，NiO中Ni2?/Ni3?比例的变化（Ni 2p峰位于854.0 eV）以及Ni?O?（Ni 2p峰位于855.6 eV）和NiOOH（Ni 2p峰位于856.7 eV）空位诱导产生的Ni3?物种，是两步退火NiOx薄膜导电性增强的原因。改性后的NiOx作为高效空穴传输层，增强了钙钛矿-NiOx界面的荧光猝灭行为。时间分辨光致发光测量证实了高效的载流子提取。这些改进使得相应PSC器件的填充因子和功率转换效率（PCE）得以提升。最佳器件表现出19.04%的PCE——该数值与最先进的NiOx基PSCs相当。此外，器件具有优异的空气稳定性，在25°C、40%湿度条件下空气中存储超过672小时后仍保持97%的PCE。

    关键词： 功率转换效率，钙钛矿太阳能电池，氧化镍，滞后现象

    更新于2025-09-11 14:15:04