铌掺杂氧化铟锡薄膜厚度对钙钛矿太阳能电池性能的调控机制研究

【编辑推荐】本研究通过磁控溅射制备不同厚度的铌掺杂氧化铟锡（ITO:Nb）透明电极，系统揭示了180 nm厚度薄膜在可见光区84.73%透光率和23.67 Ω/sq方块电阻的优异光电性能，使钙钛矿太阳能电池（PSCs）实现21.15%的功率转换效率（PCE）及64天85.49%的未封装稳定性，为透明电极工程提供了优化范式。

　　

Highlight

铌掺杂氧化铟锡薄膜

通过后续实验结果，我们证实180 nm是ITO:Nb透明电极的最佳厚度。为验证薄膜成分，分别对180-ITO:Nb和180-ITO薄膜进行X射线衍射（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）测试。如图1a所示，衍射峰分别出现在34.80°和34.96°，对应立方相In₂O₃的（400）晶面。未观察到其他杂质峰，表明Nb成功掺杂进入ITO晶格。

Conclusion

总之，我们研究了厚度对ITO:Nb及PSCs的影响。结果证实180-ITO:Nb具有更优的能量级排列，且在180 nm厚度下呈现利于钙钛矿生长的表面形貌、优异的光学透射率（84.73%）和导电性（23.67 Ω/sq）。180-器件展现出1.12 V开路电压（V_oc）、24.85 mA/cm²短路电流密度（J_sc）、76.00%填充因子（FF）和21.15%功率转换效率（PCE）。此外，该器件在未封装环境下（25°C，15% RH）储存64天后仍保持85.49%的初始PCE，展现出卓越的稳定性。