纽约大学 (NYU) 的研究人员使用基于二氧化碳 (CO2) 的掺杂技术制造了钙钛矿太阳能电池，而不是更常用的氧掺杂。
科学家们将基于氧的常见 p 型掺杂工艺描述为使钙钛矿更接近商业生产的关键障碍之一，因为这项技术特别耗时;通常需要至少几个小时才能将氧气扩散到钙钛矿电池的空穴传输层中。
该工艺旨在提高电池夹层的导电性，包括将基于Spiro-OMeTAD与双(三氟甲烷)磺酰亚胺锂(LiTFSI)薄膜混合的空穴传输层(HTL)暴露于空气和光线中。Spiro-OMeTAD 是最常见的有机半导体，用于钙钛矿太阳能电池中的空穴传输材料，而 LiTFSI 是一种亲水性锂盐，广泛用作 Spiro-OMeTAD 的 p 掺杂剂。
研究人员表示，除了依赖于环境条件外，这种技术的实施通常可能会导致残留的未反应的反应物或有害的副产物在层本身中。
二氧化碳冒泡
通过他们的新方法，美国小组通过在紫外光下用CO2鼓泡螺-OMeTAD:LiTFSI 溶液一分钟来预掺杂螺-OMeTAD 分子。将CO2鼓泡的spiro-OMeTAD:LiTFSI 膜作为HTL 并入电池中，并将电池性能与使用O2处理的spiro-OMeTAD:LiTFSI 膜的类似太阳能电池的性能进行比较。
后者的效率为17.3%，开路电压为1.14 V，短路电流密度为20.9 mA cm2，填充因子为 0.74。相比之下，前者的效率为 19.1%，开路电压为 1.14 V，短路电流密度为 21.2 mA cm2，填充因子为 0.79。
据科学家称，CO2鼓泡的螺-OMeTAD:LiTFSI 的电导率也比 O2鼓泡的螺-OMeTAD:LiTFSI的电导率高约五倍。他们进一步解释说：“CO2 处理过的薄膜还产生了稳定、高效的钙钛矿太阳能电池，无需任何后处理，”他们进一步解释说，并指出 O2 处理过的电池需要在处理后暴露在空气中才能看到它们的效率略有提高。
纽约大学研究员 Jaemin Kong 解释说：“除了缩短器件制造和加工时间外，在钙钛矿太阳能电池中应用预掺杂的螺-OMeTAD 还能使电池更加稳定。”“这部分是因为在 CO2 鼓泡过程中，spiro-OMeTAD:LiTFSI 溶液中的大多数有害锂离子被稳定为碳酸锂。”
最近发表在《自然》杂志上的论文《钙钛矿太阳能电池有机夹层的 CO2 掺杂》中描述了这项新技术，该技术还声称能够隔离用于其实施的CO2。研究团队包括来自三星、耶鲁大学、韩国化学技术研究所、城市大学研究生院、圆光大学和光州科学技术研究所的研究人员。
