EES：利用原子层沉积氧化铝减轻钙钛矿太阳能电池的非晶化

NavyLIu

2025-03-13

氧化铝（ALD-Al₂O₃）层的原子层沉积已被广泛研究，用于稳定钙钛矿太阳能电池（PSC）免受环境应力，如湿度和氧气的影响。此外，ALD-Al₂O₃层起到了保护屏障的作用，减轻了有害卤化物离子从钙钛矿向空穴传输界面的迁移。然而，它在防止离子和添加剂从空穴传输层渗透到钙钛矿中的有效性仍然没有得到充分研究。在此，斯图加特大学Michael Saliba、Chittaranjan Das报道了紧凑的超薄（~0.75 nm）ALD-Al₂O₃层沉积，该层在大面积上共形地遵循三阳离子钙钛矿薄膜的形态。

本文要点：

1) 这促进了螺环OMeTAD层在钙钛矿顶部的有效机械粘附，从而改善了这两层之间的电荷载流子收集。在系统研究PSC堆叠的逐层结构后，作者发现ALD-Al₂O₃也充当了从相邻传输层到钙钛矿的降解物种扩散屏障。除了保护能力外，ALD-Al₂O₃还阻碍了结晶钙钛矿向非晶相而不是黄色δ相的转变。

2) 因此，ALD-Al₂O₃保护的双重功能（即增强的机械粘附和扩散屏障）将器件性能从19.1%提高到20.5%，与在环境条件下进行1500小时室外测试后原始器件的<10%相比，其初始功率转换效率保持在98%。

参考文献：

Mayank Kediaa et.al Mitigating the amorphization of perovskite solar cells by using atomic layer deposition alumina EES 2025

DOI: 10.1039/D4EE05703A

https://doi.org/10.1039/D4EE05703A