【摘 要】
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基于NiOx空穴传输层的反型钙钛矿太阳能电池（PSCs）具备制备工艺简单、制备所需温度低、成本低等优点。近年来,NiOx基PSCs的功率转换效率（PCE）突飞猛进,达到20%以上。但是,一些典型修饰掺杂材料对PSCs的修饰原理相对简单,限制了NiOx基倒置PSCs的性能提升。此外,PSCs在高湿度、高温和紫外线照射环境下结构不稳定,容易分解。本文以基于Sr@NiOx（即掺入少量Sr离子的NiOx）
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基于NiOx空穴传输层的反型钙钛矿太阳能电池（PSCs）具备制备工艺简单、制备所需温度低、成本低等优点。近年来,NiOx基PSCs的功率转换效率（PCE）突飞猛进,达到20%以上。但是,一些典型修饰掺杂材料对PSCs的修饰原理相对简单,限制了NiOx基倒置PSCs的性能提升。此外,PSCs在高湿度、高温和紫外线照射环境下结构不稳定,容易分解。本文以基于Sr@NiOx（即掺入少量Sr离子的NiOx）基倒置PSCs的（1）NiOx/钙钛矿界面和（2）钙钛矿/PCBM界面,选择合适材料对这两个界面进行修饰。以提高钙钛矿层结晶度,钝化界面缺陷,提升电子传输层和空穴传输层对电子的提取和传输以及阻挡的能力,同时提升PSCs的防潮、耐热和抗紫外性,旨在提高PSCs的效率和稳定性。主要研究内容如下:（1）引入苯乙基碘化铵（PEAI）对NiOx/钙钛矿界面进行修饰,可同时促进钙钛矿层的结晶度和稳定性,钝化界面缺陷,形成准二维PEA2Pb I4钙钛矿层和优越的界面接触性能。使用PEAI修饰的NiOx/钙钛矿层界面的PSCs,其PCE明显从参考PSCs的16.54%提升至20.31%。在相对湿度15%下保存65天和在85℃下老化10小时,经过PEAI修饰的PSCs仍保持原始PCE值的75%和72%,优于参照PSCs的PCE（47%和51%）。因此,具有PEAI修饰的NiOx/钙钛矿界面的PSCs表现出更高的PCE以及更好的热稳定性和耐湿性。（2）使用p型聚（9-乙烯咔唑）（PVK）掺杂少量的[6,6]-苯基-C61-丁酸异甲酯（PCBM）修饰钙钛矿/PCBM界面。在三维钙钛矿层上形成致密的准二维结构层,在PCBM掺杂PVK的修饰下,可以获得更高的钙钛矿结晶度,较少的缺陷,在钙钛矿/PCBM界面处具有良好的接触性能。这提高了钙钛矿的稳定性,促进了载流子的输运和萃取,减少了载流子的复合。此外,PCBM掺杂PVK修饰层进一步促进了电子从钙钛矿层向PCBM层隧穿。因此,PCBM掺杂PVK修饰的PSCs的PCE从参考PSCs的16.54%提高到20.91%。最后,已修饰的PSCs具有更好的抗紫外线、防潮和耐热性能。
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