戴世杰，李 銘，吳穎豪，祝鑫煜，蔡宇航，馬紹昆，陳迪春，鄭靈靈，云大欽

(1. 廈門大學(xué) 能源學(xué)院，福建 廈門 361105；2. 中船重工第七二五研究所廈門材料研究院，福建 廈門 361006)

0 引 言

伴隨著新興物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展，數(shù)以千百億計的低功耗物聯(lián)網(wǎng)電子設(shè)備將廣泛應(yīng)用于智能制造、智能辦公和智能出行等方面，薄膜太陽能電池可以高效采集室內(nèi)環(huán)境中的的低強度光能轉(zhuǎn)換成微瓦級至毫瓦級電能，為低功耗電子器件提供不間斷的電力供應(yīng)，這將大大降低傳統(tǒng)的供電成本、提高能效和減少環(huán)境污染，從而推動室內(nèi)光伏電池(IPV)商業(yè)化應(yīng)用的快速發(fā)展[1-3]。眾所周知，鈣鈦礦太陽能電池(PSCs)具有組分可調(diào)控帶隙、缺陷容忍度高、可柔性大面積印刷和成本低廉等優(yōu)點，自從2009年Miyasaka等首次報道在標(biāo)準(zhǔn)太陽光測試條件下其能量轉(zhuǎn)換效率(PCE)為3.8%，迅速提高到當(dāng)前的25.5%。近期，Cheng等報道了基于三元陰離子CH3NH3PbI2-xBrClx鈣鈦礦電池在1 000 lux的熒光燈照射下其最高的PCE超過了36%[6]。因此，被認(rèn)為在節(jié)能建筑一體化、可穿戴設(shè)備和室內(nèi)光伏電源等場景具有巨大的應(yīng)用潛力。盡管PSCs的室內(nèi)光電轉(zhuǎn)換效率取得較大的進步，然而相比較于室內(nèi)光源的肖克利-奎伊瑟(Shockley-Queisser, SQ)理論效率(>60%)還存在不小差距[7]。其原因包括：一方面，室內(nèi)光源較弱的光強(1 mW/cm2)導(dǎo)致器件具有較低的短路電流密度，從而減少開路電壓和降低電池的PCE[8-9]；另一方面，較弱的光強也減弱電荷傳輸材料的光電導(dǎo)，增加了器件的界面非輻射復(fù)合損耗，導(dǎo)致并聯(lián)電阻損失、開路電壓和填充因子減少，使得電池器件性能降低[10]。因此，為了進一步提升室內(nèi)PSCs的光電轉(zhuǎn)換效率，需要增強活性層的光吸收和減少界面復(fù)合損耗。

近年來，利用局域表面等離子體共振(LSPR)效應(yīng)促進活性層光吸收的方法被廣泛應(yīng)用各類薄膜太陽能電池中[12-13]。因為金屬納米材料(金(Au)、銀(Ag)和銅(Cu)等)的LSPR具有非常獨特的光電性質(zhì),而被最為廣泛應(yīng)用研究金屬納米材料(金(Au)、銀(Ag)和銅(Cu)等)的LSPR效應(yīng)因為具有非常獨特的光電性質(zhì),而被廣泛地研究與應(yīng)用。例如，Yue等提出LSPR可克服鈣鈦礦活性層在紅外區(qū)較差的吸收，基于時域有限積分技術(shù)進行的模擬表明，優(yōu)化精心包裝的銀納米顆粒網(wǎng)格可以實現(xiàn)高達58.2%的吸收增強[14]。相比較于金屬納米顆粒，一維金屬納米線(NWs)除了具有優(yōu)異的LSPR效應(yīng)之外，還具有較大的長徑比、較高的穩(wěn)定性、優(yōu)異的電學(xué)傳輸特性和耐曲撓性等，因此被視為最具潛力提高PSCs光伏性能的LSPR材料之一[15-16]。此外，相比較于貴金屬Au NWs和Ag NWs，Cu NWs由于具有較高的導(dǎo)電性、優(yōu)異的力學(xué)性能、地球儲量豐富且制備成本低廉等因素更受人們的青睞。Cu NWs通常采用溶劑相合成技術(shù)、模板誘導(dǎo)電沉積技術(shù)及氣相沉積技術(shù)等技術(shù)制備[17-19]。相比較于其余兩種技術(shù)，溶劑相合成技術(shù)可以同時兼顧解決銅納米線的規(guī)?；慨a(chǎn)和高品質(zhì)制備的問題。早在2011年，例如Xia課題組就采利用低溫水熱還原法，以氯化銅為前驅(qū)體、十六胺為封端劑和葡萄糖為還原劑，合成出來了高品質(zhì)和超高產(chǎn)率的銅納米線(>90%)的銅納米線[20]。其中所以，廉價且適合規(guī)?；苽涞牡蜏厮疅徇€原法是溶劑相合成技術(shù)作為制備Cu NWs的首選方法之一[21]。

為此，本文利用低溫水熱還原法合成了Cu NWs，并將其與氧化錫(SnO2)納米顆粒(NPs)混合作為電子傳輸層(ETL),制備器件結(jié)構(gòu)為ITO/SnO2:Cu NWs/鈣鈦礦活性層/Spiro-OMeTAD/Ag的平面異質(zhì)結(jié)PSCs，并且研究了Cu NWs對PSCs室內(nèi)光伏性能的影響。

1 實 驗

1.1 原 料

本文所使用的二水氯化銅(CuCl2·2H2O)，葡萄糖(C6H12O6)，十六胺(C16H35N,HDA)，十八胺(C18H39N, ODA)均購自Aladdin；氯苯(CB)(99.8%)、異丙醇(IPA)(99.8%)、無水二甲基甲酰胺(DMF)(99.8%)、無水二甲基亞砜(DMSO)(99.9%)、甲胺鹽酸鹽(MACl)、乙酸甲脒鹽(FAI)(99%)、氫碘酸(HI)(57%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))in H2O)、乙腈(99.8%)、雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰鹽(Li-TFSI)(99.95%)、鈷基-雙三氟甲烷磺酰亞胺鹽(Co(Ⅲ)-TFSI)(99%)、4-叔丁基吡啶(4-tBP，96%)均購自Sigma-Aldrich。Spiro-OMeTAD(C81H68N4O8，99.95%)購自O(shè)ssila公司。鈷配合物(FK209)購自Dyenanmo公司。碘化鉛(Ⅱ)(99.999%)和納米SnO2水溶液均購自Alfa-Aesar公司。除特殊說明外，所有材料在使用前均未被進一步提純。

1.2 銅納米線的制備

首先，稱取200 mg CuCl2·2H2O、388 mg十六胺與864 mg十八胺固體加入100 mL三頸燒瓶中，隨后加入75 mL 二次去離子水。劇烈攪拌24 h使均勻混合；隨后將混合溶液在N2保護下放入油浴裝置中，升溫至110 ℃，快速注入312 mg葡萄糖水溶液，反應(yīng)10 min，溶液顏色從淺綠轉(zhuǎn)變?yōu)榉奂t時靜置反應(yīng)4 h。其次，最終產(chǎn)物冷卻至室溫后，放入離心機中以6 000 r/min轉(zhuǎn)速分離出銅納米線，再用60 ℃純水洗滌去除雜質(zhì)，重復(fù)3次，最終獲得紅色沉淀銅納米線，重新分散到去離子水中，待用。

1.3 器件制備

氧化銦錫ITO導(dǎo)電玻璃清洗：為保證后續(xù)各層膜的成膜質(zhì)量，本文使用的ITO導(dǎo)電玻璃需經(jīng)過一系列清洗流程。首先，將刻蝕圖案ITO導(dǎo)電玻璃的用洗潔精初步搓洗干凈，再依次放入ITO清洗劑、純水、乙醇、異丙醇中超聲15 min，最后放入乙醇中，沒過導(dǎo)電玻璃保存。

ETL的制備：本文的器件薄膜是基于溶液旋涂法在勻膠機上制備完成的。首先將保存的導(dǎo)電ITO玻璃用風(fēng)機吹干，然后放入紫外臭氧機臭氧15 min?？瞻捉M器件在空氣中旋涂氧化錫稀釋溶液，隨后在空氣中120 ℃退火1 h。在實驗組中，將Cu NWs水溶液摻雜入稀釋的氧化錫溶液中，再將混合溶液旋涂在ITO基底上，待旋涂結(jié)束后，放入手套箱中以120 ℃退火1 h，隨后自然冷卻。兩種ETL退火完成后，繼續(xù)進行下一步成膜操作。

鈣鈦礦光活性層的制備：本文使用兩步法制備鈣鈦礦薄膜。提前加熱1.3 mmol/mL碘化鉛溶液(V(DMF)∶V(DMSO)=95∶5)，使用前需在70 ℃下加熱攪拌。在手套箱內(nèi)將碘化鉛溶液滴加在勻速轉(zhuǎn)動的玻片上，將旋涂好的碘化鉛薄膜靜置在手套箱揮發(fā)。其后，在干燥的碘化鉛薄膜上旋涂60 mg/mL且摩爾比為10∶1的FAI和MACl混合異丙醇溶液。待薄膜自然轉(zhuǎn)換成深棕色，將其放置在120 ℃的熱臺上退火2 h，退火結(jié)束后自然冷卻至室溫。

HTL的制備：將Spiro-MeOTAD溶解在一定量的氯苯中(72.3 mg/mL) ，依次加入28.8 μL 4-tert-butylpyridine、17.5 μL Li-TFSI/乙腈(520 mg/mL)和9 μL FK209/乙腈(300 mg/mL) 的溶液。將添加有各種添加劑的spiro-MeOTAD溶液旋涂沉積在在鈣鈦礦頂層，退火結(jié)束后，將器件轉(zhuǎn)移出手套箱，并放置在10%濕度環(huán)境的干燥柜中儲存氧化12 h，使Spiro的電學(xué)性能達至最佳狀態(tài)。

高真空蒸發(fā)金屬Ag電極：在10-4高真空條件下，通過控制鎢條電流來調(diào)節(jié)金屬Ag的蒸發(fā)速率，先以較低速率蒸鍍一層保護層，再逐漸提高速率，最終在HTL的頂層沉積100 nm厚的金屬電極。最后，根據(jù)器件結(jié)構(gòu)為ITO/SnO2:Cu NWs/鈣鈦礦活性層/Spiro-OMeTAD/Ag(如圖1(a))制備完成的平面異質(zhì)結(jié)PSCs的SEM截面形貌圖如圖1(b)所示。

圖1 (a)結(jié)構(gòu)示意圖;(b)器件SEM截面Fig.1 (a) schematic structural diagram;(b) SEM cross-section of the device

1.4 表征方法

本文使用透射電子顯微鏡(TEM，JEOL JEM-2100)對銅納米線結(jié)構(gòu)進行分析使用掃描電子顯微鏡(SEM，ZEISS SUPRA55)對銅納米線和鈣鈦礦薄膜表面微觀形貌進行觀察。利用X射線衍射分析(XRD, Rigaku Ultima Ⅳ)來確定鈣鈦礦薄膜在不同ETL基底上成膜的結(jié)晶性和對銅納米線進行物相分析。采用紫外可見吸收光譜(UV-Vis, Shimadzu UV-2600)確定等離子體材料的LSPR峰和鈣鈦礦器件的光捕獲能力。采用光致發(fā)光譜(PL和TRPL, F-7000)探究Cu NWs的引入加速載流子的分離和抽取。J-V曲線測試?yán)肒eithley 2420測試系統(tǒng)測試，試儀器采用KG5濾光的單晶硅標(biāo)準(zhǔn)電池進行校準(zhǔn)。測試環(huán)境在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下；光譜分布：AM1.5G和3 000 K室內(nèi)LED光源;輻照度：1 000 W/m2，及室內(nèi)LED光源不同流明下功率，由遠方光度計(SPIC-300aw)測量;測試濕度：25%；測試溫度：25 ℃；J-V曲線利用PCE測試系統(tǒng)配套軟件在光源下對PSCs外加電壓所得的電流-電壓伏安特性曲，線。其中能量轉(zhuǎn)換效率PCE(power conversion efficiency)和填充因子FF(fill factor)是表征電池性能優(yōu)劣的重要器件參數(shù)。兩者計算公式如下：

式中：Jsc為短路電流密度；Voc為開路電壓；Pmax為最大輸出功率；Pin為入射光輸入功率。

2 結(jié)果與討論

2.1 銅納米線的基本性質(zhì)表征

圖2(a)和(b)分別是未經(jīng)過離心洗滌和經(jīng)過離心洗滌后所得產(chǎn)物的SEM圖。首先，從圖2(a)中可以看出，未經(jīng)過離心洗滌的Cu NWs包含有許多的納米顆粒和明顯的絮狀物，分析認(rèn)為，納米顆粒出現(xiàn)可能是由于部分銅離子在注入反應(yīng)前沒有與HDA和ODA充分混合發(fā)生配位作用，導(dǎo)致未能出現(xiàn)配位限制晶面線性取向生長[20,22]。其次，從圖2(b)中可以清晰地看到離心洗滌后的Cu NWs非常純凈，沒有雜質(zhì)顆粒和絮狀物，其長度大約在幾十微米，且形貌均勻和分散性良好。此外，從圖2(c)中放大的SEM圖中可以清楚看到，實驗合成的Cu NWs直徑大部分在21～26 nm，且表面光滑和擁有大的長徑比值(>1 000)。分析認(rèn)為，兩種封端劑的結(jié)合使用可以合成結(jié)構(gòu)可控的銅納米晶體，且純度高、均勻性好。為進一步表征所得產(chǎn)物的微觀形貌和晶體結(jié)構(gòu)，圖2(d)、(e)和(f)分別為Cu NWs的TEM圖、HRTEM圖和選區(qū)電子衍射(SAED)圖。從圖2(d)中可以清晰看出，所合成的Cu NWs形貌均勻，直徑約25 nm，這與SEM的結(jié)果一致。另外，通過測量圖2(e)中不同取向的高分辨衍射條紋之間的間距分別為0.13，0.18和0.21 nm，它們分別對應(yīng)面心立方結(jié)構(gòu)銅的{220}，{200}和{111}晶面的面間距，表明Cu NWs的生長方向是與{220}晶面垂直的，即沿著〈110〉方向生長。與此同時，圖2(f)中規(guī)整排列的選區(qū)電子衍射斑點進一步證實Cu NWs是單晶結(jié)構(gòu)，且大部分衍射斑點是沿晶軸[112]和[001]方向發(fā)生衍射的[23]。

圖2 (a)未離心洗滌；(b)經(jīng)離心洗滌后Cu NWs；(c)Cu NWs放大SEM圖；(d)TEM圖；(e)HRTEM圖；(f)SEAD圖Fig.2 SEM images of the Cu NWs(a)before centrifugal washing ;(b)after centrifugal washing;(c)enlarged SEM image;(d)TEM image; (e)HRTEM image; (f)SEAD image

圖3(a)和(b)分別是經(jīng)離心洗滌后Cu NWs的XRD和UV-Vis圖譜。首先，從圖3(a)中可以清晰地發(fā)現(xiàn)，在2θ=43.4°、51.2°和74.28°處分別對應(yīng)3個明顯的尖銳衍射峰，根據(jù)與銅標(biāo)準(zhǔn)PDF卡片(JCPDS04-0836)比對，這3個衍射峰分別屬于面心立方結(jié)構(gòu)金屬銅的(111)、(200)和(220)晶面。除此之外，圖3(a)中沒有觀察到其它的衍射峰，表明產(chǎn)物中沒有銅氧化物，即通過低溫水熱法合成得到的是純相和結(jié)晶性良好的Cu NWs。其次，由圖3(b)可知，Cu NWs的光吸收范圍覆蓋了整個可見光范圍，并且在590 nm處出現(xiàn)一個明顯的吸收峰，分析認(rèn)為，這可能是由于Cu NWs橫向和縱向的光生電子的集體振蕩引起的LSPR峰[24]。此外，橫向振蕩引起的LSPR峰通常比縱向的LSPR峰的位置藍移，而Cu NWs較大的長徑比引起的縱向振蕩將導(dǎo)致光吸收范圍紅移至紅外區(qū)[25]。因此，590 nm處的LSPR峰歸屬于銅納米線的橫向模式。

圖3 銅納米線(a)XRD圖；(b)UV-Vis 吸收譜圖Fig.3 (a) XRD pattern; (b) UV-Vis absorption spectrum of copper nanowires

2.2 材料光電性質(zhì)表征

圖4(a)和(b)分別為ITO/SnO2基底和ITO/SnO2：Cu NWs基底的鈣鈦礦薄膜的PL譜和TRPL譜。從圖4(a)中可以看出，基于ITO/SnO2：Cu NWs基鈣鈦礦薄膜具有最低熒光強度，分析認(rèn)為，Cu NWs的LSPR效應(yīng)產(chǎn)生的熱電子鈍化了SnO2NPs的表面缺陷，減少了ETL和鈣鈦礦活性層之間的界面復(fù)合損失。表明Cu NWs的引入進一步增強了SnO2-ETL對光生載流子的收取效率和電子傳輸效率，從而有利于提高PSCs的PCE。此外，采用雙指數(shù)衰減函數(shù)對熒光壽命曲線擬合，雙指數(shù)衰減函數(shù)擬合公式如下：

I(t)=y0+A1e-t/τ1+A2e-t/τ2

其中：τ1和τ2是擬合的壽命；A1和A2是τ和τ2對應(yīng)的占比；v0為擬合函數(shù)中的附加初始值。相比較于ITO/SnO2基熒光壽命(τ1和τ2分別為19.5和920.2 ns)，基于ITO/SnO2：Cu NWs基鈣鈦礦薄膜具有更短的熒光壽命，其τ1和τ2分別為20.9和413.4 ns，結(jié)果如圖4(b)和表1所示。其中，快衰減指數(shù)τ1通常是由缺陷導(dǎo)致的載流子淬滅或者載流子轉(zhuǎn)運決定，而慢衰減指數(shù)τ2是描述自由載流子復(fù)合時間。因此，ITO/SnO2:Cu NWs基鈣鈦礦薄膜的τ2的顯著減少進一步證實Cu NWs的引入能加速ETL與鈣鈦礦界面處光生載流子的抽取和輸運，并抑制了載流子的非輻射復(fù)合，從而有利于提高PSCs的光伏性能。

圖4 基于ITO/SnO2和ITO/SnO2：Cu NWs的鈣鈦礦薄膜(a)穩(wěn)態(tài)熒光圖譜；(b)時間分辨熒光圖譜Fig.4 (a)Steady-state fluorescence spectra of perovskite films; (b) time-resolved fluorescence spectra based on ITO/SnO2 and ITO/SnO2：Cu NWs

表1 鈣鈦礦薄膜在不同ETL基底上的衰變時間Table 1 Decaytimes of perovskite films on different ETL substrates

圖5(a)為對基于ITO/SnO2/Al和ITO/SnO2Cu NWs/Al兩種薄膜進行了暗態(tài)以及明態(tài)下的J-V測試，J-V呈線性關(guān)系，說明Cu NWs與SnO2之間為歐姆接觸。相較于純的SnO2-ETL，Cu NWs的引入顯著增強了ETL的電導(dǎo)率。在一個標(biāo)準(zhǔn)模擬太陽光的照射下，ITO/SnO2Cu NWs/Al的電導(dǎo)率進一步提升，這是由于Cu NWs的在光照下LSPR效應(yīng)吸收更多的光子，從而誘導(dǎo)生成更多的電子，加速載流子的輸運。為進一步探究Cu NWs的引入對器件吸收的影響，對基于ITO/SnO2和ITO/SnO2:Cu NWs兩種ETL的鈣鈦礦薄膜進行了相應(yīng)的光學(xué)性能表征。在PSCs器件中吸光能力越強，意味其能進行更多的光電轉(zhuǎn)換，從而產(chǎn)生更大的光電流。圖5(b)顯示了基于ITO/SnO2和ITO/SnO2:Cu NWs兩種ETL的鈣鈦礦薄膜的UV-Vis吸收光譜，從圖中看出，在450～650 nm波長區(qū)間內(nèi)，引入Cu NWs的鈣鈦礦薄膜的吸收系數(shù)均高于未引入的，呈現(xiàn)出更強的吸光能力。因此，引入Cu NWs的器件可以實現(xiàn)更多的光子收集，從而實現(xiàn)更高的光電流。

圖5 (a)基于 ITO/ SnO2 /Al 和 ITO/SnO2: Cu NWs/Al ETL在暗態(tài)以及亮明態(tài)下的J-V測試；(b)基于不同ETL鈣鈦礦薄膜紫外可見吸收譜圖Fig.5 (a) J-V test based on ITO/SnO2 /Al and ITO/SnO2: Cu NWs/Al ETL in dark and light states;(b) UV-Vis absorption spectra of perovskite thin films based on different ETLs

2.3 器件光伏性能

圖6和表2分別是在光強100 mW/cm2的模擬太陽光下基于ITO/SnO2基和ITO/SnO2: Cu NWs基的PSCs的J-V曲線圖和詳細光伏參數(shù)數(shù)據(jù)。從圖6和表2中可以看出，ITO/SnO2: Cu NWs基PSCs的開路電壓(Voc)、短路電流密度(Jsc)、填充因子(FF)和PCE分別是1.12 V，24.0 mA/cm2、78%和20.5%，明顯高于ITO/SnO2基PSCs的光伏性能(Voc為1.09 V、Jsc為23.6 mA/cm2、FF為73%和PCE為18.4%)。分析認(rèn)為，一方面是由于具有LSPR效應(yīng)的Cu NWs的近場電場增強效應(yīng)和遠場光散射作用提高了鈣鈦礦活性層的光俘獲效率，從而提高了PSCs的Jsc；另一方面是由于Cu NWs優(yōu)異的電學(xué)輸運特性提高了ETL的電導(dǎo)率，使得ITO/SnO2: Cu NWs基PSCs的電阻率明顯小于ITO/SnO2基PSCs的，如圖5(a)所示，這將有利于提高電子傳輸效率和減少界面非輻射復(fù)合損耗，從而提高器件的Voc和FF，最終提升PSCs的光伏性能。

圖6 鈣鈦礦太陽能電池在AM1.5G條件下測試J-V曲線Fig.6 J-V curves of PSCs under AM1.5G condition

表2 基于不同ETL在1 sun條件下的PSCs的光伏參數(shù)統(tǒng)計(AM 1.5G,100 mW/cm2)

為了進一步研究基于ITO/SnO2基和ITO/SnO2：Cu NWs基的PSCs的室內(nèi)光伏性能，采用光源強度分別為2 000，1 500，1 000和500 lux的LED燈作為室內(nèi)光源，在4種光源強度的LED燈輻照下基于ITO/SnO2基和ITO/SnO2Cu NWs基的PSCs的J-V曲線圖和光伏參數(shù)數(shù)據(jù)如圖7和表3所示。可以看出，在4種室內(nèi)光源強度下基于ITO/SnO2:Cu NWs基的PSCs的Jsc和PCE分別為0.300 mA/cm2和35.2%(2 000 lux)、0.216 mA/cm2和33.3%(1 500 lux)、0.155 mA/cm2和33.9%(1 000 lux)和0.078 mA/cm2和32.5%(500 lux)，顯然明顯高于基于ITO/SnO2基的PSCs的室內(nèi)光伏性能(0.267 mA/cm2和28.7%(2 000 lux)、0.193 mA/cm2和27.3%(1 500 lux)、0.140 mA/cm2和27.6%(1 000 lux)和0.072 mA/cm2和28.7%(500 lux))。特別，在2 000 lux下，其室內(nèi)的Jsc和PCE分別提升幅度高達38.5%和26.6%。因此，可以進一步證實了具有LSPR效應(yīng)的Cu NWs可以提高PSCs的光捕獲效率和電子輸運效率，最終提升PSCs的室內(nèi)光伏性能。

圖7 鈣鈦礦太陽能電池不同室內(nèi)光強下J-V曲線：(a)2 000 lux；(b)1 500 lux；(c)1 000 lux；(d)500 luxFig.7 J-V curves of perovskite solar cells under different indoor light intensities: (a) 2 000 lux; (b) 1 500 lux; (c) 1 000 lux; (d) 500 lux

表3 室內(nèi)不同光照條件下是否摻雜Cu NWs的PSCs的光伏參數(shù)統(tǒng)計Table 3 Photovoltaic parameter statistics of PSCs doped with Cu NWs or not under different indoor light conditions

3 結(jié) 論

利用低溫水熱還原法合成出具有LSPR效應(yīng)的超細Cu NWs，并利用其和SnO2NPs混合作為ETL，在光強100 mW/cm2的模擬太陽光下實現(xiàn)了PSCs的PCE從未引入Cu NWs的18.4%顯著提高到20.5%；同時，在色溫為3 000 K，光強分別為500，1 000，1 500和2 000 lux的室內(nèi)LED燈下，ITO/SnO2:Cu NWs基PSCs的室內(nèi)光伏性能都明顯高于ITO/SnO2基PSCs，特別，在2 000 lux下實現(xiàn)了PSCs室內(nèi)的Jsc和PCE分別從未引入Cu NWs的0.267 mA/cm2和28.7%顯著提高到0.300 mA/cm2和35.2%，其提升幅度分別高達38.5%和26.6%。研究結(jié)果表明，無論強光還是弱光條件下，Cu NWs的LSPR效應(yīng)都有效地提高PSCs的光捕獲效率和電子輸運效率，大幅度減少了表界面的電荷復(fù)合損耗，明顯提高了PSCs的室內(nèi)光伏性能。因此，這項工作可以為超細銅納米線的可控合成以及在室內(nèi)光伏領(lǐng)域中的應(yīng)用提供全新的思路。