Record power conversion efficiencies (PCEs) of perovskite solar cells (PSCs) have been obtained with the organic hole transporter 2,2',7,7'-tetrakis(N,N-di-p-methoxyphenyl-amine)9,9'-spirobifluorene (spiro-OMeTAD). Conventional doping of spiro-OMeTAD with hygroscopic lithium salts and volatile 4-tert-butylpyridine is a time-consuming process and also leads to poor device stability. We developed a new doping strategy for spiro-OMeTAD that avoids post-oxidation by using stable organic radicals as the dopant and ionic salts as the doping modulator (referred to as ion-modulated radical doping). We achieved PCEs of >25% and much-improved device stability under harsh conditions. The radicals provide hole polarons that instantly increase the conductivity and work function (WF), and ionic salts further modulate the WF by affecting the energetics of the hole polarons. This organic semiconductor doping strategy, which decouples conductivity and WF tunability, could inspire further optimization in other optoelectronic devices.

Abstract Large datasets are now ubiquitous as technology enables higher-throughput experiments, but rarely can a research field truly benefit from the research data generated due to inconsistent formatting, undocumented storage or improper dissemination. Here we extract all the meaningful device data from peer-reviewed papers on metal-halide perovskite solar cells published so far and make them available in a database. We collect data from over 42,400 photovoltaic devices with up to 100 parameters per device. We then develop open-source and accessible procedures to analyse the data, providing examples of insights that can be gleaned from the analysis of a large dataset. The database, graphics and analysis tools are made available to the community and will continue to evolve as an open-source initiative. This approach of extensively capturing the progress of an entire field, including sorting, interactive exploration and graphical representation of the data, will be applicable to many fields in materials science, engineering and biosciences.

This work summarizes recent progress of low-temperature carbon-based electrodes in perovskite photovoltaic devices and their great up-scalability potential.

The stabilization of grain boundaries and surfaces of the perovskite layer is critical to extend the durability of perovskite solar cells. Here we introduced a sulfonium-based molecule, dimethylphenethylsulfonium iodide (DMPESI), for the post-deposition treatment of formamidinium lead iodide perovskite films. The treated films show improved stability upon light soaking and remains in the black α phase after two years ageing under ambient condition without encapsulation. The DMPESI-treated perovskite solar cells show less than 1% performance loss after more than 4,500 h at maximum power point tracking, yielding a theoretical T80 of over nine years under continuous 1-sun illumination. The solar cells also display less than 5% power conversion efficiency drops under various ageing conditions, including 100 thermal cycles between 25 °C and 85 °C and an 1,050-h damp heat test.

Nano-zinc oxide (ZnO NPs), as widely used nanomaterials, are inevitably released into aquatic environments, posing potential threats to aquatic organisms. Mytilus galloprovincialis is a bivalve species sensitive to changes in marine ecological environments, but there has been limited research on its toxicity response to ZnO NPs. Therefore, we selected M. galloprovincialis as the research subject and exposed them to 50 µg/L ZnO NPs for 96 h and 30 days to determine the dissolution of ZnO NPs in seawater and their distribution in M. galloprovincialis. The toxicity of ZnO NPs in M. galloprovincialis was then evaluated through gene expression, tissue pathology, and cellular immune response. The results showed that ZnO NPs could enrich Zn in various tissues of the mussel, in the order of gills > hepatopancreas > adductor muscle > mantle. Seven immune-related genes including four heat shock protein genes (HSPA12A, sHSP24.1, sHSP22, TCTP) and three apoptotic genes (Ras, p63 and Bcl-2) were altered to varying degrees. There was a downward trend in lysosomal membrane stability of M. galloprovincialis after exposure to ZnO NPs for 96 h and 30 days, while ROS and apoptosis rates increased significantly. Furthermore, the seven genes, apoptosis, LMS, and ROS were dependent on exposure time, treatment, and their interaction. Histopathological damage included disorganisation of hepatopancreas epithelial cells, gill filament swelling, and contraction of blood sinuses. These results indicated that ZnO NPs exerted toxicity in M. galloprovincialis, affecting the immune system, resulting in changes in the expression of immune-related genes and ultimately leading to histopathological changes. Our research findings could contribute to systematically understand the impact of ZnO NPs on bivalves in aquatic environments and provide a theoretical basis for marine pollution assessment.

Diclofenac (DCF) is often detected in diverse aquatic bodies, and ineffective management can lead to detrimental effects on human health and ecosystems. In this study, degradation of DCF by Fe(III) and Mn(II) activating bisulfite (BS) was investigated. In the Fe(III)/Mn(II)/BS system, 93.4% DCF was degraded at 200 μM BS within 120 s, and additional research on 1000 μM BS achieved 88.4% degradation efficacy. Moreover, kinetics fitting of DCF degradation with the different BS concentrations was studied to find the two highest reaction rates (200 and 1000 μM, kobs = 0.0297 and 0.0317 s−1, respectively). Whereafter, SO4•− and Mn(III) were identified as the main active species at these two concentrations, respectively. Density functional theory (DFT) calculations, molecular frontier orbital theory, and surface electrostatic potential (ESP) forecast electrophilic attack sites. DCF degradation pathways by radical and non-radical ways were proposed by attack site prediction and thirteen intermediates identified by UPLC-QTOF-MS. ECOSAR software 2.2 was used for toxicity assessment. This work studied DCF degradation by the Fe(III)/Mn(II)/BS process in the presence of different concentrations of BS, providing a new insight into water purification.