氧化态调控NiOx实现高性能与抗光衰钙钛矿太阳能组件的突破

为解决p-i-n型钙钛矿太阳能电池(PSCs)中NiOx空穴传输层因氧暴露导致Ni≥3+不稳定问题，研究人员通过溅射技术精准调控氧化态，构建双层NiOx薄膜。该设计在提升空穴迁移率的同时抑制界面氧化还原反应，最终制备出16.0 cm2孔径面积、效率达16.5%的组件，并在1000小时持续光照下保持80%初始效率，为钙钛矿光伏器件稳定性提供新策略。

　　

氧化镍(NiO_x)作为p-i-n型钙钛矿太阳能电池(PSCs)的空穴传输层(HTL)，凭借3.5电子伏特(eV)的宽带隙特性和溶液加工优势备受青睐。但溶液加工过程中的氧暴露会打破化学计量平衡，产生高价态镍离子(Ni^≥3+)——这把双刃剑虽能提升空穴迁移率，却会引发界面氧化还原反应，成为器件长期稳定性的"阿喀琉斯之踵"。

科研团队巧妙运用磁控溅射技术，通过调控氧分压实现对Ni^≥3+浓度的精准"雕刻"，构建出具有梯度氧化态的双层NiO_x薄膜。这种"三明治"结构既保留了高价态镍的导电优势，又通过界面工程阻断了有害反应链。最终制备的钙钛矿太阳能组件在16平方厘米(cm²)的有效面积上斩获16.5%的光电转换效率(PCE)，更在持续1个太阳光照(1-sun)条件下展现出惊人的耐久性：1000小时后仍保持80%的初始性能，相当于为钙钛矿电池装上了"防光衰盔甲"。这项研究为平衡器件效率与稳定性提供了创新思路，推动光伏技术向商业化迈出关键一步。