超声喷涂技术制备空穴传输层（HTL）时，需针对其核心功能（高效提取与传输空穴、阻隔电子、与相

邻层匹配）优化工艺，适配有机（如Spiro类、PEDOT:PSS）、无机（如NiOₓ、CuI）或复合体系材料。以下

是关键技术要点，避免涉及任何品牌信息：

　　一、空穴传输材料的溶液化调控

　　空穴传输层的导电性（电导率＞10⁻⁴S/cm）与成膜性依赖于溶液状态，需根据材料类型精准设计：

　　1.有机空穴传输材料

　　–典型材料：螺环类衍生物、聚三芳胺（PTAA）、聚噻吩衍生物等；

　　–溶剂选择：需溶解且不侵蚀下层（如钙钛矿层），常用甲苯、氯苯、邻二氯苯（沸点80–130°C，挥发

速率适中），避免强极性溶剂（如DMF可能溶解钙钛矿）；

　　–溶液参数：

　　–浓度：5–20mg/mL（过低导致薄膜不连续，过高易出现针孔）；

　　–粘度：1–5mPa·s（通过溶剂比例调节，如添加5–10vol%氯仿降低粘度）；

　　–掺杂优化：添加锂盐（如双三氟甲烷磺酰亚胺锂，0.1–0.5mol/L）和氧化还原掺杂剂（如钴配合物）提

升电导率，需超声搅拌30分钟确保均匀分散。

　　2.无机空穴传输材料

　　–典型材料：NiOₓ、CuI、CuSCN等纳米颗粒或溶胶；

　　–溶剂体系：水性溶胶（如硝酸镍水溶液）或醇性分散液（如CuI的乙腈分散液），pH控制在4–7（避免腐蚀基底）；

　　–溶液参数：

　　–固含量：2–10wt%（纳米颗粒体系），溶胶浓度0.05–0.2mol/L（前驱体体系）；

　　–分散性：添加0.1–0.5wt%分散剂（如聚乙烯吡咯烷酮PVP），超声处理1小时抑制颗粒团聚。

　　二、基底预处理与界面兼容性

　　空穴传输层需与下层（如钙钛矿光吸收层、量子点层）或上层（电极）形成良好接触，预处理需兼顾保护下

层与提升附着力：

　　1.通用预处理原则

　　–若基底为光吸收层（如钙钛矿）：需在惰性气氛手套箱（O₂/H₂O＜0.1ppm）内处理，禁止水洗，仅用高纯氮

气吹扫去除表面浮尘；

　　–若基底为金属氧化物（如TiO₂电子传输层）：需通过UV-臭氧处理5分钟或等离子体刻蚀（氩气，30W，1分钟）

引入羟基，增强与空穴传输材料的化学键合。

　　2.特殊基底适配

　　–柔性基底（如ITO/PET上的钙钛矿）：预处理温度≤60°C，避免机械应力（如轻柔吹扫）防止基底褶皱；

　　–多孔结构基底（如介孔TiO₂）：需控制溶液浸润性，通过添加少量表面活性剂（如TritonX-100，0.01wt%）

促进溶液渗透至孔隙。

　　超声喷涂技术制备空穴传输层-光吸收层-驰飞超声波喷涂

　　三、超声喷涂核心参数优化

　　需根据材料类型（有机/无机）调整参数，平衡雾化效率与薄膜均匀性：

　　1.雾化与沉积参数

　　–超声频率：

　　–有机溶液（低粘度）：80–120kHz高频（液滴粒径2–8μm，减少对下层的冲击）；

　　–无机纳米浆料（高粘度）：40–60kHz低频（利于颗粒分散，避免堵塞喷头）；

　　–功率与流量：

　　–有机体系：功率2–5W，流量0.1–0.5mL/min（实验室规模，5×5cm²基底）；

　　–无机体系：功率4–8W，流量0.3–1.0mL/min（匹配较高固含量）；

　　–喷头与运动参数：

　　–间距：3–5cm（有机材料取近距减少雾滴飘散，无机材料取远距避免颗粒堆积）；

　　–移动速度：8–20mm/s，载气（氮气）压力0.03–0.08MPa（有机材料用低气压防止雾流冲击下层，

无机材料用稍高气压促进颗粒分散）。

　　2.多层沉积策略

　　–有机空穴传输层：采用2–3次薄涂（每次干燥后叠加），单次厚度10–20nm，总厚度30–50nm

（过厚会增加串联电阻）；

　　–无机空穴传输层：可单次喷涂至目标厚度（50–100nm），配合中速移动（10mm/s）确保致密度。

　　四、后处理工艺与性能调控

　　后处理需激活掺杂剂、去除残留溶剂，同时避免损伤下层材料：

　　1.干燥与退火

　　–有机体系：

　　–溶剂挥发：室温静置5分钟→80–120°C热板干燥10–15分钟（惰性气氛，防止材料氧化）；

　　–掺杂激活：对含锂盐体系，可在干燥后暴露于空气5–10分钟（适度吸水促进离子解离）；

　　–无机体系：

　　–前驱体溶胶：150–300°C退火30分钟（转化为氧化物相，如Ni(NO₃)₂→NiOₓ）；

　　–纳米颗粒：80–150°C干燥20分钟（去除分散剂，促进颗粒烧结）。

　　2.界面修饰

　　–对光伏器件，可在空穴传输层表面蒸镀5–10nm厚金属层（如Au、Ag）作为电极，或涂覆导

电银浆，确保欧姆接触。

　　五、性能验证指标

　　–电学性能：四探针法测电导率（有机体系＞10⁻⁴S/cm，无机体系＞10⁻³S/cm）；

　　–界面特性：时间分辨光致发光（TRPL）检测空穴提取效率（＞80%）；

　　–形貌质量：SEM观察无裂纹、针孔，AFM粗糙度Ra＜3nm（有机体系）或＜10nm（无机体系）。

　　超声喷涂制备空穴传输层的核心是“材料-工艺-界面”的协同优化：通过溶液化调控确保材料分散性

与稳定性，针对有机/无机材料特性调整超声参数实现低损伤沉积，结合温和后处理激活性能并保护下层。

该技术适用于光伏、光电探测等器件的大面积制备，关键在于平衡薄膜均匀性、导电性与界面兼容性，

通过参数精细化提升器件整体性能。