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一种溶液法制备的尖晶石型CuCo2O4作为高效钙钛矿太阳能电池的有效空穴传输层，具有可忽略的迟滞效应
摘要： 钙钛矿太阳能电池中界面层的最佳光电性能对实现高功率转换效率至关重要。本研究展示了一种溶液法制备的尖晶石型CuCo2O4作为空穴传输层用于高性能钙钛矿太阳能电池。该溶液法制备的CuCo2O4具有高电导率、紫外-可见-近红外波段高光学透过率、与钙钛矿能级良好匹配以及高效的空穴传输能力。通过优化退火温度精细调控CuCo2O4的光电性能，在平面钙钛矿太阳能电池中实现了14.12%的功率转换效率。基于CuCo2O4的空穴传输层另一显著优势是在极低扫描速率下器件几乎无迟滞现象，从而带来高度稳定可靠的光伏性能。本工作所有研究结果表明，溶液法制备的CuCo2O4作为钙钛矿太阳能电池中兼具高效与良好稳定性的新型空穴传输层具有光明前景。
关键词： CuCo2O4、磁滞、效率、空穴传输层、钙钛矿太阳能电池
更新于2025-09-16 10:30:52
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热铸NiO薄膜中空位缺陷调控实现高效反式平面钙钛矿太阳能电池
摘要： 氧化镍（NiOx）因其宽光学带隙和优异的稳定性，在钙钛矿太阳能电池（PSCs）中展现出作为无机空穴传输层（HTL）的巨大潜力。本研究通过调控热铸工艺中的沉积温度来改变NiOx薄膜中的Ni2?空位，从而调控其配位结构和电荷态。此外，NiOx最高占据分子轨道（HOMO）能级的改变使其与钙钛矿的能级更匹配，降低了能量损失并提高了空穴载流子注入效率。同时，NiOx电子结构中的缺陷调控有助于提升电导率和载流子迁移率，从而实现载流子传输的平衡，并有效避免钙钛矿与HTL界面处的电荷积累。实验分析与理论计算均表明，镍空位缺陷的增加通过提高Ni3?/Ni2?比例和增强p型特性改变了NiOx的电子结构。当NiOx薄膜在120°C沉积时（相较于室温25°C沉积），功率转换效率提升了36.24%。因此，本研究提供了一种简便方法来调控NiOx的电子结构，从而改善相关PSCs的载流子传输和光伏性能。
关键词： 电子结构、空位、空穴传输层、导电性、能级、迁移率
更新于2025-09-16 10:30:52
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适用于倒置聚合物太阳能电池的可溶液加工阳极双缓冲层
摘要： 尽管有机太阳能电池的功率转换效率已超过17%的阈值，但商用组件的效率仅为4-5%左右。其中一个原因在于缺乏有效的可溶液加工空穴传输材料——这类材料是实现卷对卷印刷设备规?；吧桃祷⒄沟墓丶?。本研究开发了一类新型钒钼多金属氧酸盐盐类材料，这些材料单独使用或与传统聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)层复合后，均可作为倒置聚合物太阳能电池的阳极缓冲层。这些材料展现出约5.8 eV的功函数值，与典型聚合物给体的最高占据分子轨道(HOMO)能级良好匹配。我们采用包括PTB7:PC71BM、PV2000:PCBM和PffBT4T:PC71BM在内的多种常用活性体系进行测试。钒钼多金属氧酸盐可通过溶液沉积，与单独使用PEDOT:PSS不同，其性能不会像蒸镀氧化钼(e-MoOx)那样出现下降；最佳情况下甚至能达到与e-MoOx相近的性能。采用狭缝涂布法在柔性基底上制备的PV2000:PCBM太阳能电池实现了近7.6%的卓越功率转换效率。
关键词： 杂多酸盐、可溶性缓冲层、空穴传输层、聚合物太阳能电池
更新于2025-09-16 10:30:52
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氧化钼在石墨烯上的溶液制备：一种用于高效钙钛矿太阳能电池的空穴传输层，具有1.12伏的高开路电压
摘要： 近期，基于钙钛矿太阳能电池（PSCs）性能的显著提升，倒置平面型PSCs因其未来应用潜力备受关注。传统聚(3,4-乙撑二氧噻吩)空穴传输层会导致开路电压（Voc）损失，因此多种有机/无机替代材料被广泛研究，但现有Voc值仍低于优化需求。本研究证明，氧化石墨烯还原（RGO）掺杂是一种简便有效的方法——可使氧化钼（MoOx）成为高性能PSCs的理想空穴传输层（HTL）。这种导电性MoOx:RGO复合空穴传输层能促进钙钛矿结晶，并降低器件中的Voc电位损耗，最终实现高达18.15%的功率转换效率（PCE），同时保持1.12V的高开路电压。该策略为高性能且稳定性良好的光电器件提供了新型空穴传输层方案，更重要的是，它揭示了无机缓冲层掺杂对钙钛矿太阳能电池的研究价值。
关键词： 开路电压，还原氧化石墨烯，氧化钼，空穴传输层，钙钛矿太阳能电池
更新于2025-09-16 10:30:52
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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
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一种新型非掺杂有机空穴传输层在单壁碳纳米管/硅异质结太阳能电池中的应用
摘要： 寻找新型太阳能电池设计作为标准硅基太阳能电池的替代方案，对可再生能源生产的未来至关重要。其中一种替代设计方案是碳纳米管/硅（CNT/Si）异质结太阳能器件。为了提升大面积CNT/Si异质结太阳能电池的性能，研究人员在碳纳米管薄膜与硅表面之间引入了一种新型有机材料——4,10-双(双(4-甲氧基苯基)氨基)萘并[7,8,1,2,3-nopqr]四烯-6,12-二酮（简称DPA-ANT-DPA，缩写为DAD）作为中间层。通过扫描电镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）成像技术检测该中间层，以确定提升太阳能电池性能的最佳厚度。实验表明DAD能改善器件性能，使大面积器件的转换效率从2.89%±0.40%提升至3.34%±0.10%。
关键词： 有机导体、空穴传输层、薄膜、太阳能电池
更新于2025-09-12 10:27:22
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电学性能改性的空穴传输层（PEDOT:PSS）提升钙钛矿太阳能电池效率：混合共溶剂后处理
摘要： 聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)层作为空穴传输层(HTL)，在倒置平面钙钛矿太阳能电池(PSCs)的高效空穴提取与传输中起关键作用。然而PSS的绝缘特性导致PEDOT:PSS薄膜电学性能较低，阻碍空穴传输并造成PSCs光电流偏低。本研究采用二甲基甲酰胺(DMF)、甲醇及其混合溶剂(共溶剂)对不同沉积方法制备的PEDOT:PSS薄膜进行后处理以提升其导电性。经共溶剂处理后，PEDOT:PSS薄膜电导率从10-3 S·cm-1提升至约102 S·cm-1。将最高导电率的共溶剂处理PEDOT:PSS薄膜作为空穴传输层应用于钙钛矿太阳能电池时，器件功率转换效率(PCE)较使用未处理PEDOT:PSS薄膜作为空穴传输层的对照器件提高了17.5%。结果表明，这种混合共溶剂后处理是改善PEDOT:PSS薄膜电学性能的简便可行方法，适用于高效PSCs及其他薄膜电子/光电器件的高性能空穴传输层制备。
关键词： 钙钛矿太阳能电池，PEDOT:PSS，空穴传输层，溶剂处理，导电性
更新于2025-09-12 10:27:22
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利用有机VOx前驱体原位构建梯度异质结以实现高效稳定的反式钙钛矿太阳能电池
摘要： 倒置钙钛矿太阳能电池（PSCs）近年来备受关注，但钙钛矿吸光层与传统空穴传输层（HTL）之间的能级失配导致其开路电压（Voc）低于常规PSCs。本研究通过低温退火原位构建了基于聚(3,4-乙烯二氧噻吩:聚苯乙烯磺酸盐)（PEDOT:PSS）/PEDOT:PSS-VOx的梯度异质结（GHJ）作为空穴传输层。该结构通过在旋涂过程中向PEDOT:PSS溶液掺入少量三异丙氧基氧化钒异丙醇溶液制得，能有效促进电荷分离并提升电荷提取效率，使器件性能显著提升——开路电压达1.02 V，光电转换效率（PCE）达18.0%。更突出的是，由于高功函数VOx主要在HTL表面形成后，该梯度结构PSCs比PEDOT:PSS层具有更疏水的表面和更低的酸性，在N2环境中全光谱照射750小时或在空气中照射175小时后，分别保持初始PCE的80%和70%以上。这些结果证明了采用有机钒氧化物前驱体原位形成VOx修饰的梯度结构HTL具有显著优势，为构建高效稳定的倒置PSCs梯度异质结提供了重要思路。
关键词： 梯度异质结、空穴传输层、稳定性、功率转换效率、钙钛矿太阳能电池
更新于2025-09-12 10:27:22
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环保高效CsSnGeI3钙钛矿太阳能电池的性能评估与材料参数视角
摘要： 铅毒性和稳定性是钙钛矿太阳能电池商业化的主要障碍。我们提出对基于环保稳定的CsSnGeI3太阳能电池进行理论研究和分析。为深入理解材料参数，我们严格研究了影响电池性能的多种因素，包括厚度、掺杂浓度、缺陷密度以及电荷传输层的掺杂密度。模拟结果表明，器件性能在很大程度上取决于钙钛矿吸收层的缺陷密度和掺杂浓度。我们提出将三碘化锡锗铯（CsSnGeI3）作为比铅基材料更高效的吸光材料。通过优化所提结构的参数，我们实现了13.29%的效率。我们还对不同空穴传输层（HTL）替代spiro-OMeTAD进行了对比分析。结果表明，CsSnGeI3有望成为高效钙钛矿太阳能电池的吸光层材料。
关键词： 无毒、缺陷、空穴传输层、钙钛矿太阳能电池、CsSnGeI3
更新于2025-09-12 10:27:22
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采用过滤阴极真空电弧法制备的四面体非晶碳用于钙钛矿太阳能电池和量子点LED的空穴传输层
摘要： 在本研究中，我们证明了通过过滤阴极真空电?。‵CVA）工艺涂覆的四面体非晶碳（ta-C）薄膜作为钙钛矿太阳能电池（PSCs）和量子点发光二极管（QDLEDs）的空穴传输层（HTL）的可行性。这种p型ta-C薄膜具有多项显著特性：无需热退火或其他后处理即可简便制备、具备合理导电性、光学透过率良好、化学稳定性优异且功函数较高。因此，我们提出了一种通过采用ta-C薄膜作为空穴传输层来提升PSCs和QDLEDs性能的简易有效方法。X射线光电子能谱和紫外光电子能谱检测表明，ta-C空穴传输层的电学特性（sp3/sp2杂化键比例）与功函数参数均适配PSCs和QDLEDs器件需求。此外，为建立器件性能关联，我们详细研究了沉积在ITO阳极上不同厚度（5~20 nm）FCVA制备ta-C薄膜的光学、表面形貌及结构特性。优化后的5 nm厚ITO阳极ta-C薄膜方阻为10.33欧姆/平方，电阻率1.34×10??欧姆·厘米，光学透过率达88.97%。相较于采用p-NiO空穴传输层的参照电池，使用5 nm厚ta-C空穴传输层的PSCs因填充因子提升而获得更高光电转换效率（PCE达10.53%）。同时，配备5 nm厚ta-C空穴注入层的QDLEDs性能优于其他厚度器件。研究表明FCVA制备的ta-C薄膜有望成为下一代PSCs和QDLEDs中的空穴传输层与空穴注入层材料。
关键词： 钙钛矿太阳能电池，空穴传输层（HTL），量子点发光二极管，四面体非晶碳（ta-C）薄膜，空穴注入层（HIL）
更新于2025-09-12 10:27:22