氧化镍(NiOx)是倒置钙钛矿太阳能电池(PSC)中最常用的无机空穴传输材料之一，因为它在整个可见光谱中具有出色的稳定性和透光率。但是，氧化镍(NiOx)的疏水性和氧化性严重影响了大面积稳定器件的均匀制备。近日，中科院大连化物所刘生忠和王开等报告了一种简单的表面氧化还原工程(SRE)，利用电子束蒸发NiOx以完美匹配槽模涂层大面积PSC。
在该项工作中，研究人员通过将原位表征和理论模拟相结合来揭示这种SRE的机理，并阐明了包含明显筛选行为的化学反应。具体而言，多功能SRE不仅能促进稳定表面态的形成，提高电导率，改善能带排列，还能提高表面能以及提高钙钛矿薄膜在NiOx上的堆积。在理论基础啊指导下，研究人员通过槽模涂层，在NiOx上成功沉积了大面积、全覆盖、高质量的钙钛矿。因此，通过制备的催化剂组装的刚性(柔性)钙钛矿太阳能电池提供了高达23.4%(21.3%)的高PCE，并且具有良好的稳定性。此外，由于该技术的可伸缩性，研究人员制备了大面积(156 × 156 mm2)钙钛矿子组件，并产生了高达18.6%的PCE。总的来说，SRE为真空处理NiOx薄膜的表面提供了一种方法，并且真空处理NiOx与湿处理钙钛矿结合的概念有利于推动将钙钛矿太阳能组件的工业化。Surface Redox Engineering of Vacuum-Deposited NiOx for Top-Performance Perovskite Solar Cells and Modules. Joule, 2022. DOI: 10.1016/j.joule.2022.06.026
