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.

Abstract C 60 is a widely used electron selective material for p–i–n perovskite cells, however, its energy level does not match well with that of a wide‐bandgap perovskite, resulting in low open‐circuit voltage (V OC ) and fill factor ( FF ). To overcome this issue, ultra‐thin LiF has been widely used as an interlayer between C 60 and perovskite layers facilitating efficient electron extraction but resulting in instability. In this work, the use of a piperidinium bromide (PpBr) is reported as an interlayer between C 60 and perovskite, and the interlayer further is optimized by introducing an additional oxygen atom on the opposite side of the NH 2 + . This results in morpholinium bromide (MLBr) with increased dipole moment. Because of this, MLBr is highly effective in minimizing the energy band mismatch between perovskite and C 60 layer for electron extraction while at the same time passivating defects. The champion single junction 1.67 eV MLBr solar cell produced a PCE of 21.9% and the champion monolithic MLBr perovskite‐Si tandem cell produced a PCE of 28.8%. Most importantly, both encapsulated MLBr and PpBr devices retain over 97% of their initial efficiency after 400 thermal cycles (between −40 and 85 °C), twice the number of cycles specified by the International Electrotechnical Commission (IEC) 61215 photovoltaic module standard.

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%.

ABSTRACT Lightweight photovoltaic applications are essential for diversifying the solar energy supply. This opens up vast new scenarios for solar modules and significantly boosts the capacity of renewable energy. To ensure high efficiency and stability of the solar modules, several challenges need to be overcome. Degradation due to elevated temperature and/or humidity is a critical concern for silicon heterojunction (SHJ) solar modules. Here, we investigated the stability and degradation mechanism of encapsulated cells with lightweight configurations where the cells are based on three different types of transparent‐conductive oxide (TCO): indium tin oxide (ITO), aluminum‐doped zinc oxide (AZO), and a combination of ITO/AZO/ITO under humid and thermal environmental conditions. A damp heat (DH) test at a temperature of 85°C and relative humidity (RH) of 85% was performed on lightweight modules for 1000 h. Our results show that AZO is the most susceptible to DH degradation. The AZO film was damaged by the combined effects of moisture ingress and delamination of the interconnection foil, resulting in a decrease in the conductivity of the AZO film, leading to a dramatic increase in R s and a decrease in FF of the modules. Consequently, moisture has a greater chance of percolating through the damaged AZO layer into the a‐Si:H passivation layer, causing passivation degradation, which leads to an increase in recombination, resulting in a decrease in V oc of the modules. In particular, after capping the AZO film with an ITO film, the efficiency loss of the ITO/AZO/ITO module was significantly reduced. This suggests that the ITO film could be a promising protective capping layer for the AZO‐based solar cells.