太阳能作为一种高效、无污染的可再生资源，如今在世界范围内受到前所未有的重视。太阳能光伏器件是高效利用太阳能的一个重要途径，通过利用半导体的光伏效应把吸收的光能直接转化为电能来供使用。最近几年，有机-无机卤化物钙钛矿材料被证明是一种有着光明前途的光伏材料，自报道以来得到了广泛而深入的研究，目前为止认证的最高能量转化效率也达到了23.7%。这其中，因为复杂的掺杂过程和较差稳定性使有机载流子传输材料在实际应用中并不是那么有前途，也严重限制着其未来的商业发展。因为自身优异的光电性能和稳定性，无机氧化镍材料被认为是一种优秀的空穴传输材料来应用于钙钛矿太阳能电池。

　　西安交通大学电信学院阙文修教授课题组通过回顾已发表的关于氧化镍材料的研究论文，特别是其在钙钛矿太阳能电池中相关应用的报道，对其自身的材料特性，制备方法及改性工艺进行了详细的总结和讨论。首先，因为自身合适的功函数和能带位置，无机氧化镍材料被越来越广泛的应用于钙钛矿太阳能电池。据报道，许多不同的薄膜制备工艺被用来制备氧化镍空穴传输层，这其中包括溶胶凝胶法，旋涂氧化镍纳米颗粒，燃烧法，电沉积法，蒸镀法，溅射法，脉冲激光沉积法和原子沉积法等等，通过适当的处理条件，他们都可以制备出均匀致密的氧化镍薄膜。与此同时，为了提高电池器件的性能，多种不同方法被用来改善氧化镍薄膜的光电特性。一方面，表面修饰的方法可以显著改善氧化镍薄膜的表面特性，通过调节材料功函数可以使功能层薄膜能级更加匹配，增强空穴提取能力；薄膜表面浸润性的改变也可以提升后续沉积的钙钛矿薄膜质量。另一方面，掺杂也可以有效地改变氧化镍薄膜的光电特性，如透明度、能带结构、功函数、载流子密度和电导率等。更高的透光性，更加匹配的能级结构和更加高效的载流子抽取效率等因素可以使最终钙钛矿太阳能电池的器件效率得到大幅度的提升。
　　研究者相信，此研究较为详细地总结了氧化镍纳米材料的基础材料特性，丰富的薄膜制备工艺，及其在不同钙钛矿太阳能电池结构中的广泛应用。进一步阐述了通过薄膜表面修饰及内部掺杂改性的方式来大幅度提升氧化镍薄膜的光电特性，为后续氧化镍基钙钛矿太阳能电池研究提供思路。相关论文在线发表在Solar RRL (DOI: 10.1002/solr.201900001)上。

　　来源：MaterialsViews