Abstract Lead halide perovskite solar cells (PVSCs) have potential toward commercialization because of their high efficiency and low cost. The hole transport layer (HTL) of p-i-n perovskite solar cell is usually made of NiOX. However, the NiOX needs to be processed at 300 °C for 15 min for good hole transport property. This long heating time prohibits the development of continuous commercial process. Thus, a rapid heating process for the NiOX film deposition is critical to realize the commercialization of PVSCs in the future. In this study, we develop a facile method to obtain high quality NiOX films annealed by NIR in a short time of 50 s. A short-wave NIR lamp at 2500 K was used to systematically investigate the effect of NIR intensity on the film quality of sol-gel NiOX. The PVSCs fabricated from NIR-annealed NiOX (NIR-NiOX) film show a comparable power conversion efficiency (PCE) to those fabricated from traditional hot-plate annealed-NiOX (HP-NiOX). In addition, the NIR annealed cobalt-doped NiOX (NIR-Co:NiOX) was synthesized to replace pristine NIR-NiOX. The PCE of PVSCs fabricated from this new NiOX film can be increased from 15.99% to 17.77%, which is due to the efficient hole extraction, less charge accumulation, and reducing Voc loss resulting from the improved hole mobility, reduced interface resistance and well-matched work function. Our study paves a way to fulfill the requirements of low cost and low energy consumption of large scale production of high efficiency PVSCs.

中文翻译：

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采用近红外工艺制备的钴掺杂氧化镍空穴传输层的高效钙钛矿太阳能电池

摘要 卤化铅钙钛矿太阳能电池（PVSCs）因其高效率和低成本而具有商业化的潜力。pin钙钛矿太阳能电池的空穴传输层（HTL）通常由NiOX制成。然而，NiOX 需要在 300°C 下处理 15 分钟以获得良好的空穴传输性能。这种长加热时间阻碍了连续商业工艺的发展。因此，NiOX 薄膜沉积的快速加热过程对于未来实现 PVSC 的商业化至关重要。在这项研究中，我们开发了一种简便的方法，可以在 50 秒的短时间内获得通过 NIR 退火的高质量 NiOX 薄膜。使用 2500 K 的短波 NIR 灯系统地研究了 NIR 强度对溶胶-凝胶 NiOX 膜质量的影响。由 NIR 退火 NiOX (NIR-NiOX) 薄膜制造的 PVSC 显示出与传统热板退火 NiOX (HP-NiOX) 制造的 PVSC 相当的功率转换效率 (PCE)。此外，合成了 NIR 退火钴掺杂 NiOX (NIR-Co:NiOX) 以替代原始 NIR-NiOX。由这种新型 NiOX 薄膜制成的 PVSC 的 PCE 可以从 15.99% 增加到 17.77%，这是由于有效的空穴提取、更少的电荷积累以及由于提高的空穴迁移率、降低的界面电阻和良好的匹配的工作功能。我们的研究为满足大规模生产高效 PVSC 的低成本和低能耗的要求铺平了道路。合成了 NIR 退火的钴掺杂 NiOX（NIR-Co:NiOX）以替代原始 NIR-NiOX。由这种新型 NiOX 薄膜制成的 PVSC 的 PCE 可以从 15.99% 增加到 17.77%，这是由于有效的空穴提取、更少的电荷积累以及由于提高的空穴迁移率、降低的界面电阻和良好的匹配的工作功能。我们的研究为满足大规模生产高效 PVSC 的低成本和低能耗的要求铺平了道路。合成了 NIR 退火的钴掺杂 NiOX（NIR-Co:NiOX）以替代原始 NIR-NiOX。由这种新型 NiOX 薄膜制成的 PVSC 的 PCE 可以从 15.99% 增加到 17.77%，这是由于有效的空穴提取、更少的电荷积累以及由于提高的空穴迁移率、降低的界面电阻和良好的匹配的工作功能。我们的研究为满足大规模生产高效 PVSC 的低成本和低能耗的要求铺平了道路。降低的界面电阻和匹配良好的功函数。我们的研究为满足大规模生产高效 PVSC 的低成本和低能耗的要求铺平了道路。降低的界面电阻和匹配良好的功函数。我们的研究为满足大规模生产高效 PVSC 的低成本和低能耗的要求铺平了道路。