直流反应溅射调控镍空位NiOX空穴传输层提升钙钛矿单结及叠层太阳能电池性能

研究人员通过直流反应溅射(DC)结合低温退火技术，开发出具有可调镍空位的高质量未掺杂NiOX空穴传输层(DC-N)，成功解决了传统射频溅射NiOX导电性差、界面不稳定的难题。该研究实现20.71%的单结钙钛矿电池效率，并在纹理化钙钛矿/硅叠层电池中创下32.02%的转换效率纪录，为工业化生产提供了新方案。

　　

在光伏技术前沿，直流反应溅射(DC reactive-sputtering)技术正掀起一场空穴传输层(HTL)的革命。科研团队巧妙操控镍靶材的溅射工艺参数，配合≤200°C的空气退火处理，成功制备出镍空位精确调控的NiO_X薄膜(DC-N)。这种"量体裁衣"式的空位工程，完美平衡了材料的导电率、透光率和界面稳定性三重性能指标。

与传统射频溅射(RF-sputtered)的陶瓷靶材产物相比，DC-N展现出令人惊艳的特性：理想的Ni³⁺/Ni²⁺氧化态比例如同分子级别的"调谐旋钮"，显著降低了寄生吸收和电荷复合损失。当应用于1.68eV带隙的倒置钙钛矿电池时，效率轻松突破20.71%大关。更妙的是，研究人员通过Me-4PACz/Al₂O₃夹层和厚膜钙钛矿的协同优化，将效率进一步提升至22.45%。

真正的技术突破出现在叠层器件领域——当DC-N遇上纹理化的硅底电池，就像给光子装上了"立体导航系统"，最终在1cm²有效面积上实现了32.02%的惊人转换效率。这项研究不仅为NiO_X基光伏器件设立了新标杆，更揭示了溅射工艺参数与材料缺陷化学之间的精妙关联。