AM：19.18%纪录效率！基于NiOx纳米粒子空穴传输层的有机太阳能电池

来源：知光谷发布时间：2023-12-06 15:16:55

氧化镍 (NiOx) 作为有机太阳能电池 (OSC) 中的一种有前景的空穴传输层 (HTL) 受到了广泛关注，为传统 HTL、PEDOT:PSS 由于酸性和吸湿性而带来的稳定性挑战提供了潜在的解决方案。然而，相对于供体聚合物，NiOx 的功函数 (WF) 较低，从而降低了 OSC 中的电荷注入效率。

北京化工大学李韦伟和Qiaomei Chen等人通过稀土掺杂来定制 NiOx 纳米粒子，以优化WF并探索离子半径对其电子性能的影响。离子半径较大的镧 (La3+) 和钇 (Y3+) 离子分别可有效掺杂1%和 3%，而离子半径较小的钪 (Sc3+) 则可实现5%的增强掺杂。较高的掺杂比例显著提高了NiOx的WF。5% Sc3+掺杂将纯NiOx的WF从4.77 eV提高到4.99 eV，同时保持高电导率。

因此，使用5% Sc掺杂的NiOx作为HTL将OSC的功率转换效率 (PCE) 提高到 17.13%，超过纯NiOx的15.64%。通过引入还原剂儿茶酚，效率进一步提高到 18.42%，优于基于PEDOT:PSS 的器件。此外，当用于三元共混体系(D18:N3:F-BTA3)时，PCE 达到19.18%高效率，在已报道的使用溶液加工无机纳米颗粒的OSC中表现最佳。