The research field on perovskite solar cells (PSCs) is seeing frequent record breaking in the power conversion efficiency (PCE). However, organic–inorganic hybrid halide perovskites and organic additives in common hole-transport materials (HTMs) exhibit poor stability against moisture and heat. Here we report the successful fabrication of all-inorganic PSCs without any labile or expensive organic components. The entire fabrication process can be operated in ambient environment without humidity control (e.g., a glovebox). Even without encapsulation, the all-inorganic PSCs present no performance degradation in humid air (90–95% relative humidity, 25 °C) for over 3 months (2640 h) and can endure extreme temperatures (100 and −22 °C). Moreover, by elimination of expensive HTMs and noble-metal electrodes, the cost was significantly reduced. The highest PCE of the first-generation all-inorganic PSCs reached 6.7%. This study opens the door for next-generation PSCs with long-term stability under harsh conditions, making practical application of PSCs a real possibility.

Lithium-sulfur batteries (Li-S) have attracted soaring attention due to the particularly high energy density for advanced energy storage system. However, the practical application of Li-S batteries still faces multiple challenges, including the shuttle effect of intermediate polysulfides, the low conductivity of sulfur and the large volume variation of sulfur cathode. To overcome these issues, here we reported a self-templated approach to prepare interconnected carbon nanotubes inserted/wired hollow Co3S4 nanoboxes (CNTs/Co3S4-NBs) as an efficient sulfur host material. Originating from the combination of three-dimensional CNT conductive network and polar Co3S4-NBs, the obtained hybrid nanocomposite of CNTs/Co3S4-NBs can offer ultrahigh charge transfer properties, and efficiently restrain polysulfides in hollow Co3S4-NBs via the synergistic effect of structural confinement and chemical bonding. Benefiting from the above advantages, the S@CNTs/Co3S4-NBs cathode shows a significantly improved electrochemical performance in terms of high reversible capacity, good rate performance, and long-term cyclability. More remarkably, even at an elevated temperature (50 °C), it still exhibits high capacity retention and good rate capacity.

Angewandte Chemie International EditionVolume 51, Issue 48 p. 11977-11980 Communication An Integrated “Energy Wire” for both Photoelectric Conversion and Energy Storage† Tao Chen, Tao Chen State Key Laboratory of Molecular Engineering of Polymers, Department of Macromolecular Science and Laboratory of Advanced Materials, Fudan University, Shanghai 200438 (China)Search for more papers by this authorLongbin Qiu, Longbin Qiu State Key Laboratory of Molecular Engineering of Polymers, Department of Macromolecular Science and Laboratory of Advanced Materials, Fudan University, Shanghai 200438 (China)Search for more papers by this authorZhibin Yang, Zhibin Yang State Key Laboratory of Molecular Engineering of Polymers, Department of Macromolecular Science and Laboratory of Advanced Materials, Fudan University, Shanghai 200438 (China)Search for more papers by this authorZhenbo Cai, Zhenbo Cai State Key Laboratory of Molecular Engineering of Polymers, Department of Macromolecular Science and Laboratory of Advanced Materials, Fudan University, Shanghai 200438 (China)Search for more papers by this authorJing Ren, Jing Ren State Key Laboratory of Molecular Engineering of Polymers, Department of Macromolecular Science and Laboratory of Advanced Materials, Fudan University, Shanghai 200438 (China)Search for more papers by this authorHoupu Li, Houpu Li State Key Laboratory of Molecular Engineering of Polymers, Department of Macromolecular Science and Laboratory of Advanced Materials, Fudan University, Shanghai 200438 (China)Search for more papers by this authorHuijuan Lin, Huijuan Lin State Key Laboratory of Molecular Engineering of Polymers, Department of Macromolecular Science and Laboratory of Advanced Materials, Fudan University, Shanghai 200438 (China)Search for more papers by this authorXuemei Sun, Xuemei Sun State Key Laboratory of Molecular Engineering of Polymers, Department of Macromolecular Science and Laboratory of Advanced Materials, Fudan University, Shanghai 200438 (China)Search for more papers by this authorProf. Huisheng Peng, Corresponding Author Prof. Huisheng Peng penghs@fudan.edu.cn State Key Laboratory of Molecular Engineering of Polymers, Department of Macromolecular Science and Laboratory of Advanced Materials, Fudan University, Shanghai 200438 (China)State Key Laboratory of Molecular Engineering of Polymers, Department of Macromolecular Science and Laboratory of Advanced Materials, Fudan University, Shanghai 200438 (China)Search for more papers by this author Tao Chen, Tao Chen State Key Laboratory of Molecular Engineering of Polymers, Department of Macromolecular Science and Laboratory of Advanced Materials, Fudan University, Shanghai 200438 (China)Search for more papers by this authorLongbin Qiu, Longbin Qiu State Key Laboratory of Molecular Engineering of Polymers, Department of Macromolecular Science and Laboratory of Advanced Materials, Fudan University, Shanghai 200438 (China)Search for more papers by this authorZhibin Yang, Zhibin Yang State Key Laboratory of Molecular Engineering of Polymers, Department of Macromolecular Science and Laboratory of Advanced Materials, Fudan University, Shanghai 200438 (China)Search for more papers by this authorZhenbo Cai, Zhenbo Cai State Key Laboratory of Molecular Engineering of Polymers, Department of Macromolecular Science and Laboratory of Advanced Materials, Fudan University, Shanghai 200438 (China)Search for more papers by this authorJing Ren, Jing Ren State Key Laboratory of Molecular Engineering of Polymers, Department of Macromolecular Science and Laboratory of Advanced Materials, Fudan University, Shanghai 200438 (China)Search for more papers by this authorHoupu Li, Houpu Li State Key Laboratory of Molecular Engineering of Polymers, Department of Macromolecular Science and Laboratory of Advanced Materials, Fudan University, Shanghai 200438 (China)Search for more papers by this authorHuijuan Lin, Huijuan Lin State Key Laboratory of Molecular Engineering of Polymers, Department of Macromolecular Science and Laboratory of Advanced Materials, Fudan University, Shanghai 200438 (China)Search for more papers by this authorXuemei Sun, Xuemei Sun State Key Laboratory of Molecular Engineering of Polymers, Department of Macromolecular Science and Laboratory of Advanced Materials, Fudan University, Shanghai 200438 (China)Search for more papers by this authorProf. Huisheng Peng, Corresponding Author Prof. Huisheng Peng penghs@fudan.edu.cn State Key Laboratory of Molecular Engineering of Polymers, Department of Macromolecular Science and Laboratory of Advanced Materials, Fudan University, Shanghai 200438 (China)State Key Laboratory of Molecular Engineering of Polymers, Department of Macromolecular Science and Laboratory of Advanced Materials, Fudan University, Shanghai 200438 (China)Search for more papers by this author First published: 29 October 2012 https://doi.org/10.1002/anie.201207023Citations: 375 † This work was supported by NSFC (20904006, 91027025), MOST (2011CB932503, 2011DFA51330), MOE (NCET-09-0318), STCSM (11520701400) and The Program for Prof. of Special Appointment (Eastern Scholar) at Shanghai Institutions of Higher Learning. Read the full textAboutPDF ToolsRequest permissionExport citationAdd to favoritesTrack citation ShareShare Give accessShare full text accessShare full-text accessPlease review our Terms and Conditions of Use and check box below to share full-text version of article.I have read and accept the Wiley Online Library Terms and Conditions of UseShareable LinkUse the link below to share a full-text version of this article with your friends and colleagues. Learn more.Copy URL Share a linkShare onFacebookTwitterLinked InRedditWechat Abstract Light my wire: Aligned carbon nanotube (CNT) fibers are wrapped around a TiO2 nanowire that is several centimeters long. Treating the ends of the nanotube wire with a light-sensitive dye and an electrolyte, creates photoelectric-conversion and energy-storage regions in the same device (see scheme). The “wire” shows a high overall photoelectric conversion and storage efficiency of 1.5 %. Citing Literature Supporting Information Detailed facts of importance to specialist readers are published as ”Supporting Information”. Such documents are peer-reviewed, but not copy-edited or typeset. They are made available as submitted by the authors. Filename Description anie_201207023_sm_miscellaneous_information.pdf1.3 MB miscellaneous_information Please note: The publisher is not responsible for the content or functionality of any supporting information supplied by the authors. Any queries (other than missing content) should be directed to the corresponding author for the article. Volume51, Issue48November 26, 2012Pages 11977-11980 RelatedInformation

A facile and scalable process was developed for the synthesis of single-layer MoS2–graphene nanosheet (SL-MoS2–GNS) composites based on the concurrent reduction of (NH4)2MoS4 and graphene oxide sheets by hydrazine in the presence of cetyltrimethylammonium bromide (CTAB), followed by annealing in a N2 atmosphere. The morphology and microstructure of the composites were examined by X-ray diffraction, field emission scanning electron microscopy, high-resolution transmission electron microscopy and Raman spectroscopy. The formation process for the SL-MoS2–GNS composites was also investigated. The SL-MoS2–GNS composites delivered a large reversible capacity and good cycle stability as a Li-ion battery anode. In particular, the composites easily surpassed MoS2 in terms of rate performance and cycle stability at high current densities. Electrochemical impedance spectroscopy revealed that the GNS in the composite not only reduced the contact resistance in the electrode but also significantly facilitated the electron transfer in lithiation and delithiation reactions. The good electrochemical performance of the composites for reversible Li+ storage could be attributed to the synergy between the functions of SL-MoS2 and GNS.

A cationic surfactant-assisted hydrothermal route is developed for the facile synthesis of graphene-like MoS2 /graphene (GL-MoS2 /G) composites based on the hydrothermal reduction of Na2 MoO4 and graphene oxide sheets with L-cysteine in the presence of cetyltrimethylammonium bromide (CTAB), following by annealling in N2 atmosphere. The GL-MoS2 /G composites are characterized by X-ray diffraction, electron microscopy, high-resolution transmission electron microscopy, and Raman spectroscopy. The effects of CTAB concentration on the microstructures and electrochemical performances of the composites for reversible Li(+) storage are investigated. It is found that the layer number of MoS2 sheets decreases with increasing CTAB concentration. The GL-MoS2 sheets in the composites are few-layer in the case of 0.01∼0.03 mol L(-1) CTAB of hydrothermal solution and single-layer in the case of 0.05 mol L(-1) CTAB. The GL-MoS2 /G composites prepared with 0.01-0.02 mol·L(-1) of CTAB solution exhibit a higher reversible capacity of 940-1020 mAh g(-1) , a greater cycle stability, and a higher rate capability than other samples. The exceptional electrochemical performance of GL-MoS2 /G composites for reversible Li(+) storage could be attributed to an effective integration of GL-MoS2 sheets and graphene that maximizes the synergistic interaction between them.

Lithium−sulfur (Li−S) batteries are promising to replace current commercial Li−ion batteries due to the high energy density. Despite this, the poor cyclic stability induced by the shuttle effect of electrolyte-soluble intermediate polysulfides is one of the great obstacles for the application of Li−S batteries. To overcome this issue, here we report a self-template synthesis of metallic and polar Co9S8 nanocrystals inlaid carbon (Co9S8/C) hollow nanopolyhedra as an efficient sulfur host material. The Co9S8/C hollow nanopolyhedra with large inner space can ensure the loading mass of sulfur and buffer the volume expansion of Li2Sx species during cycling; while the metallic and polar Co9S8/C shell offers synergetic spatial confinement and chemical binding to immobilize polysulfides and prevent the shutting effect. The Co9S8/C-S composite cathode exhibits high capacity and long cycle life with a low capacity decay of 0.041% per cycle over 1000 cycles at 2.0 C. When the areal sulfur content is as high as 3.0 mg cm–2, the Co9S8/C-S cathode still maintains high cycling stability.

Abstract Solid polymer electrolytes are promising electrolytes for safe and high‐energy‐density lithium metal batteries. However, traditional ether‐based polymer electrolytes are limited by their low lithium‐ion conductivity and narrow electrochemical window because of the well‐defined and intimated Li + ‐oxygen binding topologies in the solvation structure. Herein, we proposed a new strategy to reduce the Li + ‐polymer interaction and strengthen the anion‐polymer interaction by combining strong Li + ‐O (ether) interactions, weak Li + ‐O (ester) interactions with steric hindrance in polymer electrolytes. In this way, a polymer electrolyte with a high lithium ion transference number (0.80) and anion‐rich solvation structure is obtained. This polymer electrolyte possesses a wide electrochemical window (5.5 V versus Li/Li + ) and compatibility with both Li metal anode and high‐voltage NCM cathode. Li||LiNi 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 O 2 full cells with middle‐high active material areal loading (~7.5 mg cm −2 ) can stably cycle at 4.5 V. This work provides new insight into the design of polymer electrolytes for high‐energy‐density lithium metal batteries through the regulation of ion‐dipole interactions.

Lithium (Li) metal anode (LMA) is one of the most promising anodes for high energy density batteries. However, its practical application is impeded by notorious dendrite growth and huge volume expansion. Although the three-dimensional (3D) host can enhance the cycling stability of LMA, further improvements are still necessary to address the key factors limiting Li plating/stripping behavior. Herein, porous copper (Cu) foam (CF) is thermally infiltrated with molten Li-rich Li-zinc (Li-Zn) binary alloy (CFLZ) with variable Li/Zn atomic ratio. In this process, the LiZn intermetallic compound phase self-assembles into a network of mixed electron/ion conductors that are distributed within the metallic Li phase matrix and this network acts as a sublevel skeleton architecture in the pores of CF, providing a more efficient and structured framework for the material. The as-prepared CFLZ composite anodes are systematically investigated to emphasize the roles of the tunable lithiophilicity and hierarchical structure of the frameworks. Meanwhile, a thin layer of Cu-Zn alloy with strong lithiophilicity covers the CF scaffold itself. The CFLZ with high Zn content facilitates uniform Li nucleation and deposition, thereby effectively suppressing Li dendrite growth and volume fluctuation. Consequently, the hierarchical and lithiophilic framework shows low Li nucleation overpotential and highly stable Coulombic efficiency (CE) for 200 cycles in conventional carbonate based electrolyte. The full cell coupled with LiFePO