综述：原子层沉积技术在光伏器件中间层的应用、挑战与展望

这篇综述系统阐述了原子层沉积（ALD）技术在光伏器件中间层制备中的关键作用，重点探讨了ALD在提升硅基、钙钛矿（PSCs）及叠层太阳能电池效率与稳定性方面的突破性进展，同时指出其面临的沉积速率慢、前驱体易燃等技术挑战，为光伏领域界面工程优化提供了重要参考。

　　

早期ALD在太阳能电池中的应用

光伏技术历经三代发展，第一代晶体硅电池中ALD技术通过沉积Al₂O₃等介电层实现表面钝化，显著降低界面缺陷；第二代薄膜电池（如CIGS、CdTe）中ALD制备的ZnO缓冲层优化了能带对齐。ALD的原子级精度使其在第三代量子点（QDSCs）和染料敏化电池（DSSCs）中成为抑制电荷复合的关键技术。

ALD在单结钙钛矿太阳能电池（PSCs）中的突破

钙钛矿电池的稳定性瓶颈源于有机-无机杂化结构的易降解性。ALD中间层通过三重机制发挥作用：1）在钙钛矿/电荷传输层界面（如SnO₂/NiO_x）形成化学屏障，阻断水氧渗透；2）钝化碘空位等缺陷，将非辐射复合损失降低至15 meV以下；3）抑制电极金属（如Au）与钙钛矿的离子互扩散，使器件在85℃老化1000小时后效率衰减<5%。

ALD在叠层电池中的协同效应

为突破单结电池的Shockley-Queisser极限，ALD技术在硅/钙钛矿叠层电池中实现超薄（<5 nm）隧穿复合层的精确制备。例如，Al₂O₃/TiO₂叠层作为光学耦合介质，使宽带隙钙钛矿顶电池与硅底电池的电流匹配误差控制在0.5 mA/cm²以内，推动转换效率突破32%。

挑战与展望

尽管ALD技术优势显著，其工业化仍面临前驱体（如TMA）易燃性、交叉污染等风险。未来需开发室温ALD工艺以兼容柔性基底，并通过高通量反应器设计将沉积速率从0.1 nm/min提升至商用水平。多尺度模拟表明，ALD界面原子排布与光伏性能的构效关系将成为下一代界面设计的核心方向。