A π-conjugated Lewis base is introduced into perovskite solar cells, namely, indacenodithiophene end-capped with 1.1-dicyanomethylene-3-indanone (IDIC), as a multifunctional interlayer, which combines efficient trap-passivation and electron-extraction. Perovskite solar cells with IDIC layers yield higher photovoltages and photocurrents, and 45% enhanced efficiency compared with control devices without IDIC.

Organic-inorganic hybrid perovskite (OIHP) photodetectors that simultaneously achieve an ultrafast response and high sensitivity in the near-infrared (NIR) region are prerequisites for expanding current monitoring, imaging, and optical communication capbilities. Herein, we demonstrate photodetectors constructed by OIHP and an organic bulk heterojunction (BHJ) consisting of a low-bandgap nonfullerene and polymer, which achieve broadband response spectra up to 1 μm with a highest external quantum efficiency of approximately 54% at 850 nm, an ultrafast response speed of 5.6 ns and a linear dynamic range (LDR) of 191 dB. High sensitivity, ultrafast speed and a large LDR are preeminent prerequisites for the practical application of photodetectors. Encouragingly, due to the high-dynamic-range imaging capacity, high-quality visible-NIR actual imaging is achieved by employing the OIHP photodetectors. We believe that state-of-the-art OIHP photodetectors can accelerate the translation of solution-processed photodetector applications from the laboratory to the imaging market.

The instability of hybrid perovskite materials due to water and moisture arises as one major challenge to be addressed before any practical application of the demonstrated high efficiency perovskite solar cells. Here we report a facile strategy that can simultaneously enhance the stability and efficiency of p–i–n planar heterojunction-structure perovskite devices. Crosslinkable silane molecules with hydrophobic functional groups are bonded onto fullerene to make the fullerene layer highly water-resistant. Methylammonium iodide is introduced in the fullerene layer for n-doping via anion-induced electron transfer, resulting in dramatically increased conductivity over 100-fold. With crosslinkable silane-functionalized and doped fullerene electron transport layer, the perovskite devices deliver an efficiency of 19.5% with a high fill factor of 80.6%. A crosslinked silane-modified fullerene layer also enhances the water and moisture stability of the non-sealed perovskite devices by retaining nearly 90% of their original efficiencies after 30 days’ exposure in an ambient environment. Perovskite solar cells reach high efficiencies but their stability remains a challenge. Here, Bai et al. functionalize the fullerene-based transport layer with hydrophobic and crosslinkable molecules to prepare devices reaching 19% efficiency and degrading by 10% over a month in ambient conditions.

A self-powered,solution-processed perovskite photodetector with sub-nanosecond response time is presented. Eliminating charge trapping and removing the constraints from the resistance-capacitance constant increases the response speed, which enables them to be applied in a homemade, time-resolved photoluminescence system that successfully resolves the decay process of typical fluorescence and phosphorescent materials with a recombination lifetime from several nanoseconds to microseconds.

Tungsten oxide (WO3) was inserted as an anode interfacial layer between the photoactive layer and top electrode in inverted polymer solar cells (PSCs) with nanocrystalline titanium dioxide as an electron selective layer. The device with WO3 exhibited a remarkable improvement in power conversion efficiency compared with that without WO3, which indicated that WO3 efficiently prevented the recombination of charge carriers at the organic/top electrode interface. The dependence of the device performances on WO3 film thickness and different top metal electrodes was investigated. Transparent inverted PSCs with thermally evaporable Ag/WO3 as a transparent anode were also investigated when introducing a WO3 buffer layer.

Semitransparent perovskite solar cells based on smooth perovskite films and ultrathin Cu (1 nm)/Au (7 nm) metal electrode demonstrate an efficiency of 16.5%. When illuminated through the semitransparent perovskite cell, a near-infrared-enhanced silicon heterojunction solar cell operates with 6.5% efficiency, leading to a total perovskite/silicon four-terminal tandem efficiency of 23.0%.

Abstract Although three-dimensional metal halide perovskite (ABX 3 ) single crystals are promising next-generation materials for radiation detection, state-of-the-art perovskite X-ray detectors include methylammonium as A-site cations, limiting the operational stability. Previous efforts to improve the stability using formamidinium–caesium-alloyed A-site cations usually sacrifice the detection performance because of high trap densities. Here we successfully solve this trade-off between stability and detection performance by synergistic composition engineering, where we include A-site alloys to decrease the trap density and B-site dopants to release the microstrain induced by A-site alloying. As such, we develop high-performance perovskite X-ray detectors with excellent stability. Our X-ray detectors exhibit high sensitivity of (2.6 ± 0.1) × 10 4 μC Gy air −1 cm −2 under 1 V cm −1 and ultralow limit of detection of 7.09 nGy air s −1 . In addition, they feature long-term operational stability over half a year and impressive thermal stability up to 125 °C. We further demonstrate the promise of our perovskite X-ray detectors for low-bias portable applications with high-quality X-ray imaging and monitoring prototypes.

Enhancement of Se solubility in organic solvents without the use of alkylphosphine ligands is the key for phosphine-free synthesis of selenide semiconductor nanocrystals (NCs). In this communication, we demonstrate the dissolution of elemental Se in oleylamine by alkylthiol reduction at room temperature, which generates soluble alkylammonium selenide. This Se precursor is highly reactive for hot-injection synthesis of selenide semiconductor NCs, such as Cu2ZnSnSe4, Cu(InGa)Se2, and CdSe. In the case of Cu2ZnSnSe4, for example, the as-synthesized NCs possessed small size, high size monodispersity, strong absorbance in the visible region, and in particular a promising increase in photocurrent under AM1.5 illumination. The current preparation of the Se precursor is simple and convenient, which will promote the synthesis and practical applications of selenide NCs.

An electrically modulated single-/dual-color imaging photodetector with fast response speed is developed based on a small molecule (COi 8DFIC)/perovskite (CH3 NH3 PbBr3 ) hybrid film. Owing to the type-I heterojunction, the device can facilely transform dual-color images to single-color images by applying a small bias voltage. The photodetector exhibits two distinct cut-off wavelengths at ≈544 nm (visible region) and ≈920 nm (near-infrared region), respectively, without any power supply. Its two peak responsivities are 0.16 A W-1 at ≈525 nm and 0.041 A W-1 at ≈860 nm with a fast response speed (≈102 ns). Under 0.6 V bias, the photodetector can operate in a single-color mode with a peak responsivity of 0.09 A W-1 at ≈475 nm, showing a fast response speed (≈102 ns). A physical model based on band energy theory is developed to illustrate the origin of the tunable single-/dual-color photodetection. This work will stimulate new approaches for developing solution-processed multifunctional photodetectors for imaging photodetection in complex circumstances.

Addition of the Ti₃C₂ into SnO₂ enhanced the power conversion efficiency due to the good conductivity of Ti₃C₂ nanosheets.