表面双重后处理方法提升三元NiMgO半导体界面层及其有机太阳能电池的性能

采用溶胶-凝胶法制备了Mg掺杂氧化镍(NiO)的三元氧化物半导体NiMgO薄膜,研究了不同表面后处理方法对薄膜结构、性质和能级的影响.利用NiMgO薄膜作为新型空穴传输界面层构建了非富勒烯有机太阳能电池,研究了器件性能变化及其物理机制.结果表明,以未表面处理NiMgO为界面层时,器件的能量转化效率(PCE)为5.90%;使用紫外-臭氧(UVO)表面后处理的NiMgO界面层,器件PCE大幅提升至12.67%.而NiMgO在UVO处理前进行润洗,可以去除表面残留物,薄膜变平整且透光率增加.因此,采用润洗与UVO结合的表面双重后处理新策略后,器件的开路电压不变,但短路电流密度和填充因子分别提高到23.48mA·cm^(-2)和64.29%,最终PCE达到13.17%.该研究为半导体氧化物薄膜及器件的优化提供了一条有效途径.