苏州大学AM：偏压等离子体处理氧化镍用于高效钙钛矿/硅叠层太阳能电池

氧化镍（NiOₓ）作为空穴传输层，通过磁控溅射沉积具有高稳定性、低成本、高重复性和可扩展性等优势，适用于钙钛矿及叠层太阳能电池。然而，溅射NiOₓ的界面缺陷和次优能带排列限制了其性能。

本研究苏州大学张晓宏和杨新波等人通过原位偏压等离子体处理（BPT）重构溅射NiOₓ表面，实现了更光滑、更致密的表面形貌及可控的Ni³⁺/Ni²⁺比例。BPT处理显著提升了NiOₓ的电导率，抑制了非辐射复合，优化了能带排列，并促进了钙钛矿的结晶性。

最终，宽禁带钙钛矿太阳能电池的功率转换效率（PCE）提升至21.8%，而单片钙钛矿/硅叠层太阳能电池的PCE更是达到32.1%（认证效率31.7%），并展现出优异的操作稳定性。

文章亮点

1. 创新表面处理技术：通过原位偏压等离子体处理（BPT）重构NiOₓ表面，显著提升其电导率和界面质量，同时实现Ni³⁺/Ni²⁺比例的可控调节。
2. 高效性能突破：宽禁带钙钛矿太阳能电池的PCE提升至21.8%，钙钛矿/硅叠层电池的PCE达到32.1%，突破现有技术瓶颈。
3. 工业化潜力：BPT技术基于标准物理工艺，无需额外化学试剂，兼容现有溅射系统，具备大规模生产和成本控制的潜力。

X. Chen, K. Gao, X. Xu, L. Yang, S. Wang, W. Shi, F. Cao, W. Li, H. Li, Y. Li, B. Yang, C. Wang, W. Li, W. Wang, J. Xiao, S. Zhou, S. Yang, C. Yu, X. Zhang, X. Yang, Biased Plasma Treated Nickel Oxide for High-Efficiency Perovskite/Silicon Tandem Solar Cells. Adv. Mater. 2025, 2504581.

https://doi.org/10.1002/adma.202504581