导读：本文通过在TiO2层中充分掺杂锌，可以获得优化的器件性能，平均功率转换效率为19.87%。在常温下贮存3000h后，其效率可保持在原来的80%以上。提出了一种利用低温工艺提供高效钙钛矿型太阳能电池的方法。

钙钛矿型太阳能电池（PSCs）已成为最有前途的可再生能源转换器件之一。然而，为了达到足够高的功率转换效率（PCE），PSCs通常需要高温烧结工艺来制备作为高效电子传输层（ETL）TiO2，这使得PSCs在未来无法商业化。

来自中国台湾省长庚大学的研究人员研究了二氧化钛纳米晶的低温合成，并介绍了一种双流体喷涂工艺来制备纳米结构的ETL，用于随后的钙钛矿层沉积。整个沉积过程中的温度可保持在150°C以下。与典型的平面TiO2层相比，在纳米结构TiO2层上制备的钙钛矿层显示出均匀的致密性、择优取向和高结晶度，从而实现可重复和有前景的器件性能。相关论文以题目为“Achieving High-Performance Perovskite Photovoltaic by Morphology Engineering of Low-Temperature Processed Zn-Doped TiO2 Electron Transport Layer”发表在Small 期刊上。

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能源危机使得发展可再生能源具有必要性，这为太阳能电池领域带来了机遇。太阳能是太阳能电池获取和解决能源问题的巨大能源。钙钛矿型太阳能电池（PSCs）由于其优异的光电性能和经济的成本而具有潜在的发展潜力。因此，近年来它已成为一个研究热点。目前，PSC在2019年实现了创纪录的25.2%的高功率转换效率（PCE）。根据选择性载流子接触的顺序，PSCs可分为两大类：n-i-p和p-i-n结构。n-i-p结构为电子传输层（ETL）/吸收层/空穴传输层（HTL），p-i-n结构的结构顺序相反。与p-i-n结构相比，n-i-p结构具有许多加工优势，如耐潮湿，可以有效地防止PSCs的降解，延长PSCs的使用寿命。

N型材料（例如，TiO2、ZnO、SnO2）作为ETL适用于PSCs，因为它们与钙钛矿吸收边的频带对齐。例如，介孔TiO2作为ETL已经取得了令人印象深刻的电池效率。介孔支架具有较短的载流子输运距离。因此，可以大大提高ETL的萃取效率。然而，这种结构的高结晶度依赖于高温烧结（450-550℃），限制了柔性PSC的发展，进一步阻碍了这种器件的大规模应用。寻求一种替代工艺（即低温工艺）来降低制造过程中所需的能量是势在必行的。(文：爱新觉罗星)

图1。SEM图像（上半部分）和AFM地形图（下半部分）显示了不同策略沉积的LT-TiO2薄膜的结构。通过a）旋涂、喷涂，载气流速b）10 LPM（升/分钟），c）5 LPM，或d）2 LPM。

图2。a、d）分别在旋涂或喷涂LT-TiO2 NCs上制备的钙钛矿层的SEM图像，b，e）接触角测量，以及c，f）GIWAXS 2D图案。g）在qz方向的GIWAXS二维图案的线切割。h）（110）晶面上GIWAXS二维图形的方位图。

图3。基于a）旋转LT-TiO2和b）以ETL形式喷涂LT-TiO2的器件的面积相关统计性能。c）1.00 cm2装置在不同点探测的效率。

图4。a）装置结构示意图。b）器件的扫描电镜横截面。c）从最高记录器件中获得的J-V特性和关键参数。d）在0.99V下工作时，冠军器件的电流密度和效率输出。e）基于非掺杂LT-TiO2和Zn:LT-TiO2器件的统计效率分布。f）基于非掺杂LT-TiO2和Zn:LT-TiO2的器件在环境条件下的稳定性测试。

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