钙钛矿太阳能电池中界面稳定性是制约太阳能电池稳定的主要因素，压力界面工程（strain engineering）能显著改善界面问题。西安电子科技大学郝跃院士、常晶晶、林珍华等报道了在NiO_x空穴传输层和钙钛矿层之间引入一层CsBr缓冲层，实现了消除晶格不匹配，在界面上引入应力实现了高度方向性的生长。实验发现，CsBr缓冲层显著缓解了界面上的陷阱和缺陷浓度，并改善了空穴传输性能，通过引入界面缓冲层，电池的效率提升至19.7 %，同时电池的稳定性得以改善。这种缓冲层策略为钙钛矿电池提供了一种新策略。

本文要点：

（1）制备了基于(ITO)/NiO_x/CsBr/MA_1−xFA_xPbI_3−yCl_y/phenyl‐C61‐butyric acid methylester/bathocuproine/Ag结构的电池，分别通过配制0，1，2.5，5 mg mL^-1的CsBr溶液在电池中引入不同的CsBr缓冲层（CsBr-0, CsBr-1, CsBr-2.5, CsBr-5）。太阳能电池性能显示，2.5 mg mL^-1的CsBr对应的电池有最好的效果，电流密度23.5 mA cm^-2，开路电压1.09 V，填充因子75 %，电池效率19.2 %。对照电池的电流密度22.7 mA cm^-2，开路电压1.07 V，填充因子74 %，电池效率17.7 %。

（2）通过瞬态光电流和光电压方法进行了测试，给出了电荷抽取寿命变化。光电流寿命显示，CsBr缓冲层的电池有更快的衰减速度，CsBr-0：0.98 μs, CsBr-1：0.68 μs, CsBr-2.5：0.64 μs, CsBr-5：0.70 μs。说明CsBr修饰层电池有更好的电荷抽取性能。在开路过程中，发现CsBr修饰层电池的电荷空穴复合过程更慢，说明CsBr能够抑制电荷空穴的复合，并降低了界面上的缺陷浓度。XPS对电池中Ni的化学环境进行表征，发现NiO的结合能降低了0.1 eV，说明CsBr影响了Ni的给电子能力。并且CsBr降低了NiO中的NiOOH含量。通过SCLC空间电荷限制电流测试显示，载流子浓度由9.94 × 10⁻³提高为1.31 × 10⁻² cm² V⁻¹ s⁻¹。作者猜测Cs⁺可能掺杂到NiO中。

密度泛函结果显示，CsBr修饰后，电池界面上的电荷差分密度提高了，并且钙钛矿层界面上电荷转移由0.66 e提高为0.89 e。

参考文献

Bingjuan Zhang; Jie Su; Xing Guo; Long Zhou; Zhenhua Lin*; Liping Feng; Jincheng Zhang; Jingjing Chang*; Yue Hao

NiO/Perovskite Heterojunction Contact Engineering for Highly Efficient and Stable Perovskite Solar Cells，Adv. Sci. 2020, 1903044. 

DOI：10.1002/advs.201903044

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.201903044