基于无机金属氧化物空穴传输层(HTL)的反式钙钛矿太阳能电池具有器件稳定性高、材料成本低的优点。然而,金属氧化物层表面存在金属空位缺陷是实现高效率和稳定性的关键制约因素,著名的氧化镍(NiOx)HTL就是一个例子。鉴于此,2025年2月19日武汉大学郭宇铮&台启东&剑桥大学John Robertson于AFM刊发氧化钴空穴传输层有望用于高效稳定反式钙钛矿太阳能电池的研究成果,首次使用Co(OH)2作为钴源、水作为环保溶剂,通过溶液工艺制备了表面无缺陷的氧化钴(CoOx)HTL。基于CoOx HTL的钙钛矿太阳能电池表现出比传统NiOx更好的热稳定性和紫外稳定性。理论计算表明,CoOx比NiOx具有更高的金属空位缺陷形成能和界面粘附能,从而产生化学稳定的HTL/钙钛矿界面。通过醋酸镁掺杂进一步控制CoOx HTL的微观结构和电子特性后,使用环境处理的FA0.4MA0.6I3光吸收层实现了22.35%的效率。这种效率超过了目前报道的所有基于CoOx的钙钛矿太阳能电池的结果,并且通过简单的界面修饰可以实现>24%的更高值。相应的器件还展示了在空气中无需封装即可实现的强大运行稳定性。
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