近日，我校物理科学与技术学院侯福华研究员课题组在基于氧化镍的倒置钙钛矿太阳电池的埋底界面调控方面取得了最新进展。研究成果以“Dipropyl sulfide optimized buried interface to improve the performance of inverted perovskite solar cells”为题，发表于学科卓越期刊《Applied Physics Letters》（nature指数收录）上，论文链接：https://doi.org/10.1063/5.0226220。
[4-(3,6-二甲基-9H-咔唑-9-基)丁基]磷酸（Me-4PACz）被证实是一种非常有效的NiOx表面钝化材料，用来提升以NiOx为空穴传输层的倒置钙钛矿太阳电池的光电转换效率。然而Me-4PACz钝化层的亲水性较差，不能均匀覆盖于NiOx上，且不利于后续钙钛矿薄膜的均匀沉积。使得存在于NiOx薄膜表面游离的羟基自由基和高价Ni离子与钙钛矿薄膜接触导致器件稳定性下降。
本论文使用二丙基硫醚（DPS）对Me-4PACz的异丙醇（IPA）溶液进行掺杂。首先，掺杂DPS可以减少Me-4PACz的分子聚集现象，改善了Me-4PACz/NiOx的界面接触性能。通过计算钙钛矿薄膜在不同衬底的微分寿命，证明改进后的器件具有更好的空穴提取效率和更高结晶质量的钙钛矿薄膜。然后，X射线光电子能谱测试进一步揭示了DPS与NiOx表面的羟基发生反应，并降低了高价Ni4+。使得A位阳离子的去质子化反应和I-的氧化受到抑制，有效地抑制了钙钛矿层的降解。此外，紫外光电子能谱对空穴传输层的测试表明，价带能量的下降归因于Ni3+含量的增加，使空穴传输层和钙钛矿层之间价带能级更加匹配，促进了空穴载流子的传输。最后，通过不同偏光下的瞬态光电压数据进一步计算得出改进后的器件具有较低的复合系数和减小的非辐射复合损失。结果表明DPS的埋底界面改善，可同时提升器件的光电转换效率和稳定性。
该研究得到了国家自然科学基金、中央引导地方科技发展资金项目、内蒙古自治区高等学校科学技术重点项目、内蒙古自治区本级引进高层次人才科研支持项目和内蒙古大学骏马计划高层次人才引进项目等项目的资助。在该工作中，侯福华研究员为唯一通讯作者，本课题组2022级硕士研究生卫佳丽为第一作者，内蒙古大学为唯一完成单位。
（素材来源：科学技术处 编辑：王灿 审核：刘雪峰）
