NiOx纳米结构的形态驱动的氧气进化性能和对矿太阳能电池中孔运输的影响
Prabhu Bharathan1, Can Li2, Bipin Rijal3
1Materials Science and Engineering Program, State University of New York at Binghamton Binghamton New York 13902 USA tdhakal@binghamton.edu jfang@binghamton.edu.
RSC advances
|February 20, 2026
概括
形态控制的氧化纳米结构对矿太阳能电池 (PSC) 显示出有前景. 螺旋状氧化物 (NiO_x-NS) 提高了PSC中的氧化演化反应 (OER) 活性和功率转换效率 (PCE).
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 电化学 电化学 电化学
- 太阳能光伏发电是如何实现的
背景情况:
- 形态控制的纳米结构是优化氧演化反应 (OER) 活动和矿太阳能电池 (PSC) 性能的关键.
- 同时通过形态工程实现低的OER过剩潜力和高功率转换效率 (PCE) 是一个重大挑战.
研究的目的:
- 为了合成和评估氧化物 (NiO_x) 纳米结构与不同的形态 (螺旋状,NiO_x-NS,和板状,NiO_x-NP) 作为双功能材料.
- 研究它们作为OER催化剂和在倒置PSC中的孔输送层 (HTL) 的有效性.
- 为了将形态和热处理与OER活动和光伏性能相关联.
主要方法:
- 合成具有状 (NiO_x-NS) 和板状 (NiO_x-NP) 形态的NiO_x纳米结构.
- 结构和热分析 (例如结晶温度).
- 在反向PSC中进行OER活动 (超电位) 和设备性能测试 (PCE) 的电化学测量.
主要成果:
- 与NiO_x-NP相比,NiO_x-NS在较低的温度 (300°C) 上结晶.
- 在300°C下化的NiO_x-NS表现出最低的OER超电位 (395 mV),显著超过NiO_x-NP.
- 作为HTL的NiO_x-NS在倒置PSC中产生了最高的PCE (13.25%),超过了NiO_x-NP和商业NiO_x.
结论:
- 形态控制和热处理对于为多功能应用量身定制NiO_x纳米结构至关重要.
- NiO_x-NS在PSC中表现出卓越的性能,既是OER催化剂,也是HTL.
- 这项工作突出了形态工程NiO_x在先进的电催化和光伏设备中的潜力.
