經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展，鈣鈦礦太陽(yáng)電池的商業(yè)化應(yīng)用已經(jīng)呼之欲出。其中，反式結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦太陽(yáng)電池最具有率先產(chǎn)業(yè)化的潛力。但是受限于有機(jī)空穴材料高昂的價(jià)格和有待提高的穩(wěn)定性，越來(lái)越多的學(xué)者開(kāi)始嘗試采用無(wú)機(jī)材料作為空穴傳輸層。在本篇文章中，作者著重討論了無(wú)機(jī)NiOx納米晶顆粒合成的基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題、薄膜缺陷調(diào)控及在不同光電器件中的應(yīng)用。
在2015年，香港大學(xué)Wallace Choy教授團(tuán)隊(duì)發(fā)明了一種簡(jiǎn)單化學(xué)沉淀方法來(lái)合成高度結(jié)晶無(wú)摻雜的NiOx納米晶顆粒，從而能夠采用低溫溶液法制備結(jié)晶度高，成膜性好且具有極高空穴傳輸性能的空穴傳輸層，將其應(yīng)用于在剛性和柔性襯底上并獲得具有17.60%和14.53%的光電轉(zhuǎn)化效率的高效反式鈣鈦礦太陽(yáng)電池。 基于以上制備方法，NiOx納米晶不僅僅在單節(jié)和柔性鈣鈦礦太陽(yáng)電池中得到了廣泛的探索和研究，近期還被應(yīng)用在全鈣鈦礦疊層太陽(yáng)電池以及鈣鈦礦硅疊層器件中。迄今為止，基于NiOx納米晶的單結(jié)和串聯(lián)鈣鈦礦太陽(yáng)電池的最高效率分別為23.91%和27.40%。 在這篇綜述中，復(fù)旦大學(xué)光電研究院張鴻青年研究員聯(lián)合香港大學(xué)Wallace Choy教授和華北電力大學(xué)姚建曦團(tuán)隊(duì)，系統(tǒng)總結(jié)了無(wú)摻雜NiOx納米晶顆粒的不同合成路線，并對(duì)NiOx表界面修飾與功能化進(jìn)行討論。盡管NiOx/鈣鈦礦界面的改性已被證明是降低界面缺陷密和調(diào)控鈣鈦礦膜質(zhì)量的有效策略，但揭示鈍化機(jī)制對(duì)于指導(dǎo)未來(lái)高效改性材料的設(shè)計(jì)仍然是非常必要的。同時(shí)，無(wú)摻雜NiOx納米晶還被用作鈣鈦礦發(fā)光二極管和光電探測(cè)器中的空穴傳輸層。進(jìn)一步表明，無(wú)摻雜劑的NiOx納米晶是實(shí)現(xiàn)高性能鈣鈦礦光電器件的有效空穴傳輸材料，以及廣泛的應(yīng)用可能與空間，在鈣鈦礦太陽(yáng)電池產(chǎn)業(yè)化的道路上具有重要的應(yīng)用潛力。 論文信息 Dopant-free NiOx Nanocrystals: A Low-cost and Stable Hole Transport Material for Commercializing Perovskite Optoelectronics Hong Zhang, Chenxu Zhao, Jianxi Yao, Wallace C. H. Choy Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202219307
