氮离子注入调控SnO₂能级及其在钙钛矿太阳电池中的应用

【作者】 赵子强； 韩冬； 陈钰焓；

【机构】 北京大学物理学院；

【摘要】 近年来钙钛矿太阳能电池由于其制备工艺简单、成本低廉吸引了广泛的关注,光电转换效率及稳定性也取得了重大的突破。SnO₂作为一种电子传输材料,具有透光率高,电子传输能力强的优点,在n-i-p钙钛矿电池器件中应用十分广泛,但由于其导带底能级（～-4.33 eV）,在n-i-p结构器件中与常用的钙钛矿材料能级（CH₃NH₃PbI₃,LUMO:～-3.9eV）之间仍没有完全匹配,这可能会导致电池器件性能的下降。由于钙钛矿自身空穴传输能力优于电子传输能力,SnO₂带来的能级差异就可能导致器件正向扫描效率的偏低,引入迟滞。这里,我们介绍一种由氮离子注入处理SnO₂电子传输层的方法,经由离子注入机向SnO₂表面掺杂氮离子,通过改变氮离子剂量（即掺杂浓度）,可以实现对SnO₂导带能级的调节。随后我们应用这种改性的N:SnO₂（导带底能级:～-3.91 eV）电子传输层制备了n-i-p结构的钙钛矿电池器件,成功降低了标准器件的迟滞现象。更多还原