Diglyme molecular solvated sodium ion complexes enable the superfast co-intercalation/de-intercalation into graphite interlayers, providing unprecedented prospects for the application of low-dimensional graphitic carbon as fast-charge sodium ion battery anode materials. A thorough understanding of this novel co-intercalation process and resulting solid-electrolyte interphase (SEI) is essential for improving the electrochemical performance of co-intercalation-based high-capacity energy storage systems. This work presents the real-space operando observation of SEI formation and Na-diglyme co-intercalation in the few-layer graphene (FLG) anode as a relevant model of a graphitic anode. The micrometer-sized FLG grid on a nickel current collector was fabricated as a model sample, allowing direct comparative studies using complementary techniques. A reversible sodium-diglyme co-intercalation into the graphene grid was confirmed by Raman spectroscopy, the nanomechanical properties of electrolyte decomposition products on graphene anode and Ni current collector surfaces were studied by ultrasonic force microscopy, and the chemical components of the SEI were confirmed by x-ray photoelectron spectroscopy mapping. We observed a mechanically soft SEI layer formed on the carbon anode surface compared with the electrode current collector surface within the low voltage region (<0.3 V vs Na+/Na), this SEI layer does not affect the reversible Na-diglyme co-intercalations into FLG. At the same time, the SEI layer formed on the Ni current collector mainly contains stiff and thin inorganic species and is electrochemically stable at low voltage regions. Our results clarify the SEI formation behavior on the FLG anode surface in the diglyme electrolyte, providing experimental evidence for the fundamental understanding of Na-diglyme co-intercalation.

Severe back interface recombination still impedes the enhancement of device performance in Sb2S3 solar cells, primarily due to a plethora of defects derived from suspended bonds at the rear surface of Sb2S3. In contrast to the conventional physical absorption method (i.e., Sb2S3/Spiro-OMeTAD), herein, we develop a novel strategy involving cation exchange-assisted hot injection for the in situ anchoring of PbSe nanocrystalline structures to the surface of Sb2S3. This process successfully establishes a deeply buried back interface, thereby creating a robust chemically bonding bridge for facilitating smooth carrier transfer. Additionally, the energy level arrangement has been tailored by the quantum size effect of PbSe particles to mitigate band offsets at the back interface. Consequently, the decent PbSe substantially reduces the density of surface defects from 2.44 × 1016 to 9.8 × 1015 cm–3, leading to an effective suppression of nonradiative recombination as supported by the reduction in the surface photovoltage. Ultimately, the power conversion efficiency of Sb2S3 solar cells based on the ITO/TiO2/CdS/Sb2S3/PbSe/C/Ag architecture is elevated from 6.78 to 7.34%, representing the highest efficiency achieved for full-inorganic Sb2S3 solar cells to date. This construction tactic of the deeply buried back interface sheds light on the pursuit of highly efficient Sb2S3 solar cells.

The inverse spin Hall effect is a critical method for detecting spin Hall conductivity. Unearthing the physical relationship between electronic structure and spin Hall conductivity is conducive to establishing an intrinsic link between microstructure and macroscopic phenomena. Here, we report MnBi2Te4 as an ideal candidate: a stable, inversion symmetry-broken magnetic topological insulator for investigating the intrinsic correlation between spin Hall conductivity signal reversal and electronic structure. The valence band exhibits a significant Rashba spin splitting, with a magnitude reaching up to 4.61 eV/Å. We identify robust topological properties independent of Rashba and Lifshitz spin-splitting types. Moreover, transitioning the spin-splitting type not only widens the bulk band gap, enhancing the spin Hall conductivity plateau, but also triples the intrinsic spin Hall conductivity value. We propose the inverse spin Hall effect that is tunable by spin-splitting types, thereby advancing the research on the microscopic electronic mechanisms of spin current detection. The spin Hall effect facilitates the generation and detection of spin currents and is expected to play an important role in future spintronic devices. Here, the authors theoretically investigate the presence of Rashba spin splitting for MnBi2Te4 and the relationship with an inverse spin Hall effect also present in the system.