近日，我院光电信息科学中心唐关琦副研究员团队在化学材料领域国际知名期刊《Chemical Communications》上发表题为《Low-temperature solution-processed LaNiO3 hole-transport layer for UV-stable inverted perovskite solar cells》的学术论文，唐关琦副研究员和武汉大学工业科学研究院台启东教授为该论文的共同通讯作者。

论文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2023/cc/d3cc01590d/unauth

近年来，有机无机杂化钙钛矿材料广泛应用在太阳能电池、光电探测器、发光二极管和激光器等领域。其中，在光伏领域最受关注且发展迅猛，高转化效率和低制备成本使其成为硅基电池最有力竞争者。至今，多数获得第三方认证效率的电池采用具有多孔TiO2电子传输层的正式结构（n-i-p），但其高温（500 °C）烧结条件和紫外光下的不稳定性不利于其产业化应用。相比较，具有低温制备传输层的反式结构电池（p-i-n）更具潜力。在反式电池中，空穴传输层材料在改善电池的效率和稳定性方面起到重要作用。有机空穴传输层，如PEDOT:PSS和PTAA，可使得电池获得较高转化效率，但其在紫外光照射下易降解；相比，无机材料，如NiOx，VOx，CuSCN等，在光照下更为稳定。其中，NiOx研究最为集中，但NiOx薄膜表面的Ni2+空位在紫外光照下引起钙钛矿/氧化镍界面降解，严重影响电荷输运。由于缺少合适的空穴传输层材料，反式电池的紫外光照稳定性仍然未得到有效解决。

图1. 镍酸镧薄膜制备过程

本文首次通过低温（低于150 °C）合成方法制备了镍酸镧空穴传输材料（如图1）。首先采用双氧水和氨水分别为氧化剂和还原剂制备镍酸镧纳米颗粒，然后将其分散在溶剂中，在低温条件下通过旋涂方式制备成膜，并成功用来制备了紫外光稳定的反式钙钛矿太阳能电池。电池在强度为8Wm-2的紫外光照射400小时后，可保持85%的效率，远远高于NiOx（光照100小时后，保持52%的效率）。研究成果对于制备光照稳定钙钛矿电池具有重要指导意义。