新型海胆状五氧化二铌作为电子传输层，用于高效稳定的钙钛矿太阳能电池

《Crystal Growth & Design》：Novel Sea Urchin-Like Niobium Pentoxide as an Electron Transport Layer for Efficient and Stable Perovskite Solar Cells

海胆状Nb?O?纳米颗粒作为高效稳定电子传输层用于钙钛矿太阳能电池，水热法制备纳米颗粒（20-100 nm）优化能级对齐和载流子传输，使PCE达23.11%，720小时空气老化后保留84%效率，优于TiO?基器件。

　　

五氧化二铌（Nb₂O₅）因其良好的能带排列和卓越的紫外线稳定性，已成为钙钛矿太阳能电池（PSCs）中一种出色的电子传输材料（ETM）。本文通过使用草酸铌作为前驱体，通过水热反应合成了直径在20至100纳米之间的海胆状Nb₂O₅纳米颗粒。这些纳米颗粒可作为高效且稳定的介观PSCs的电子传输层。通过精细调节前驱体溶液以优化Nb₂O₅纳米颗粒的大小，基于Nb₂O₅的PSCs的光电转换效率（PCE）达到了19.71%。此外，通过对器件制备过程的精确控制，最大PCE可进一步提高至23.11%。值得注意的是，基于Nb₂O₅的器件表现出更强的稳定性。在空气中（温度25 ± 5 °C，相对湿度25 ± 5%）储存720小时后，基于Nb₂O₅的器件仍保持其初始PCE的84%，而未经处理的基于TiO₂的PSC仅保留了52%的初始效率。含有海胆状Nb₂O₅纳米颗粒（约50纳米）的PSCs之所以表现出更好的性能，归因于其良好的界面能级对齐，这有助于促进钙钛矿层与电子传输层（ETL）之间的电子转移。同时，海胆状Nb₂O₅纳米颗粒为电子传输提供了无障碍的路径，从而有效抑制了电荷复合现象。