Phase heterogeneity of bromine–iodine (Br–I) mixed wide-bandgap (WBG) perovskites has detrimental effects on solar cell performance and stability. Here, we report a heterointerface anchoring strategy to homogenize the Br–I distribution and mitigate the segregation of Br-rich WBG-perovskite phases. We find that methoxy-substituted phenyl ethylammonium (x-MeOPEA+) ligands not only contribute to the crystal growth with vertical orientation but also promote halide homogenization and defect passivation near the buried perovskite/hole transport layer (HTL) interface as well as reduce trap-mediated recombination. Based on improvements in WBG-perovskite homogeneity and heterointerface contacts, NiOx-based opaque WBG-perovskite solar cells (WBG-PSCs) achieved impressive open-circuit voltage (Voc) and fill factor (FF) values of 1.22 V and 83%, respectively. Moreover, semitransparent WBG-PSCs exhibit a PCE of 18.5% (15.4% for the IZO front side) and a high FF of 80.7% (79.4% for the IZO front side) for a designated illumination area (da) of 0.12 cm2. Such a strategy further enables 24.3%-efficient two-terminal perovskite/silicon (double-polished) tandem solar cells (da of 1.159 cm2) with a high Voc of over 1.90 V. The tandem devices also show high operational stability over 1000 h during T90 lifetime measurements.

To break through the Shockley-Queisser limit of single-junction photovoltaics, monolithic two-terminal (2T) perovskite/silicon tandem solar cells (TSCs) have shown promise in recent years. Self-assembled monolayers (SAMs) as interconnecting layers (ICLs) for efficient perovskite/silicon TSCs are favorable due to their negligible optical and electrical loss. However, the inhomogeneity of SAMs results in defects at the interface between SAMs and transparent conductive oxide (TCO). To solve this issue, in this work, we employ the sputtered nickel oxide (NiOx) as the seed layer of MeO-2PACz SAMs to build hybrid ICLs in perovskite/silicon TSCs. It is found that the hybrid ICLs of NiOx/MeO-2PACz significantly reduce current leakage and non-radiative recombination losses by avoiding direct contact between perovskites and TCO. As a result, we can fabricate reproducible and stable monolithic 2T perovskite/silicon TSCs with an efficiency of 28.47% and an impressive fill factor of 81.8%.

Anode-free batteries have gained significant attention due to their high energy density and low cost. Stack pressure is a key factor determining Li deposition morphology and, hence, Coulombic efficiency and cycle life in anode-free batteries. However, how the pressure uniformity affects the Li deposition process is poorly understood. Here we develop an ampere-hour-level anode-free pouch cell with a high energy density of 415 Wh/kg by directly integrating a LiCoO2 cathode and a Cu foil anode. We find that a nearly 3 times higher Li deposition density can be enabled by a high pressure, while overcharge occurs if the pressure is not uniform. Using an additional soft layer to disperse the pressure, the Li deposition has been further densified and the overcharge phenomenon can be lessened. Therefore, the anode-free pouch cell (2.22 Ah) can deliver a capacity retention rate of 70% after 100 cycles. We expect our observation can be transferred to practical Li metal batteries as well.