We present the new homologous series (C(NH2)3)(CH3NH3)nPbnI3n+1 (n = 1, 2, 3) of layered 2D perovskites. Structural characterization by single-crystal X-ray diffraction reveals that these compounds adopt an unprecedented structure type, which is stabilized by the alternating ordering of the guanidinium and methylammonium cations in the interlayer space (ACI). Compared to the more common Ruddlesden–Popper (RP) 2D perovskites, the ACI perovskites have a different stacking motif and adopt a higher crystal symmetry. The higher symmetry of the ACI perovskites is expressed in their physical properties, which show a characteristic decrease of the bandgap with respect to their RP perovskite counterparts with the same perovskite layer thickness (n). The compounds show a monotonic decrease in the optical gap as n increases: Eg = 2.27 eV for n = 1 to Eg = 1.99 eV for n = 2 and Eg = 1.73 eV for n = 3, which show slightly narrower gaps compared to the corresponding RP perovskites. First-principles theoretical electronic structure calculations confirm the experimental optical gap trends suggesting that the ACI perovskites are direct bandgap semiconductors with wide valence and conduction bandwidths. To assess the potential of the ACI perovskites toward solar cell applications, we studied the (C(NH2)3)(CH3NH3)3Pb3I10 (n = 3) compound. Compact thin films from the (C(NH2)3)(CH3NH3)3Pb3I10 compound with excellent surface coverage can be obtained from the antisolvent dripping method. Planar photovoltaic devices from optimized ACI perovskite films yield a power-conversion-efficiency of 7.26% with a high open-circuit voltage of ∼1 V and a striking fill factor of ∼80%.

Abstract The introduction of oxygen vacancies (Ov) has been regarded as an effective method to enhance the catalytic performance of photoanodes in oxygen evolution reaction (OER). However, their stability under highly oxidizing environment is questionable but was rarely studied. Herein, NiFe‐metal–organic framework (NiFe‐MOFs) was conformally coated on oxygen‐vacancy‐rich BiVO 4 (Ov‐BiVO 4 ) as the protective layer and cocatalyst, forming a core–shell structure with caffeic acid as bridging agent. The as‐synthesized Ov‐BiVO 4 @NiFe‐MOFs exhibits enhanced stability and a remarkable photocurrent density of 5.3±0.15 mA cm −2 at 1.23 V (vs. RHE). The reduced coordination number of Ni(Fe)‐O and elevated valence state of Ni(Fe) in NiFe‐MOFs layer greatly bolster OER, and the shifting of oxygen evolution sites from Ov‐BiVO 4 to NiFe‐MOFs promotes Ov stabilization. Ovs can be effectively preserved by the coating of a thin NiFe‐MOFs layer, leading to a photoanode of enhanced photocurrent and stability.

Abstract Fiber-based electronics enabling lightweight and mechanically flexible/stretchable functions are desirable for numerous e-textile/e-skin optoelectronic applications. These wearable devices require low-cost manufacturing, high reliability, multifunctionality and long-term stability. Here, we report the preparation of representative classes of 3D-inorganic nanofiber network (FN) films by a blow-spinning technique, including semiconducting indium-gallium-zinc oxide (IGZO) and copper oxide, as well as conducting indium-tin oxide and copper metal. Specifically, thin-film transistors based on IGZO FN exhibit negligible performance degradation after one thousand bending cycles and exceptional room-temperature gas sensing performance. Owing to their great stretchability, these metal oxide FNs can be laminated/embedded on/into elastomers, yielding multifunctional single-sensing resistors as well as fully monolithically integrated e-skin devices. These can detect and differentiate multiple stimuli including analytes, light, strain, pressure, temperature, humidity, body movement, and respiratory functions. All of these FN-based devices exhibit excellent sensitivity, response time, and detection limits, making them promising candidates for versatile wearable electronics.

Organic–inorganic perovskite photovoltaics are an emerging solar technology. Developing materials and processing techniques that can be implemented in large‐scale manufacturing is extremely important for realizing the potential of commercialization. Here we report a hot‐casting process with controlled Cl − incorporation which enables high stability and high power‐conversion‐efficiencies (PCEs) of 18.2% for small area (0.09 cm 2 ) and 15.4% for large‐area (≈1 cm 2 ) single solar cells. The enhanced performance versus tri‐iodide perovskites can be ascribed to longer carrier diffusion lengths, improved uniformity of the perovskite film morphology, favorable perovskite crystallite orientation, a halide concentration gradient in the perovskite film, and reduced recombination by introducing Cl − . Additionally, Cl − improves the device stability by passivating the reaction between I − and the silver electrode. High‐quality thin films deployed over a large‐area 5 cm × 5 cm eight‐cell module have been fabricated and exhibit an active‐area PCE of 12.0%. The feasibility of material and processing strategies in industrial large‐scale coating techniques is then shown by demonstrating a “dip‐coating” process which shows promise for large throughput production of perovskite solar modules.

The enhancement of electron-and-hole separation efficiency and facile generation of reactive oxygen species are significant factors for performance improvement of photocatalysts in selective toluene photocatalytic oxidation. Heterojunction and defect construction have been regarded as valid methods to boost photocatalytic activity of semiconductors. Herein, the CdIn2S4-CdS composite with compact heterojunctions and defect-induced sulfur vacancies was fabricated by a one-step hydrothermal process. The sheet-to-sheet heterojunctions and the abundant sulfur vacancies facilitate separation and migration of photoinduced charge carriers. Benefited from the compositional and structural synergy, the prepared CdIn2S4-CdS-140 composite boosted photocatalytic oxidation activity for toluene conversion into benzaldehyde (remarkable toluene conversion of 80.3% and benzaldehyde selectivity of 99% in 6 h) under visible light irradiation. It is noteworthy that the composite can perform well when pure O2 was replaced with air.

Metal‐organic frameworks (MOFs) are promising catalysts for the electrochemical oxygen evolution reaction (OER) due to their high surface area, tunable pore structures, and abundant active sites. Ligand engineering is an important strategy to optimize their performance. Here, we report the synthesis of NiFe‐MOFs based on three different ligands: 1,4‐terephthalic acid (BDC), 2,4‐thiophene dicarboxylic acid (TDC), and 2,5‐furandicarboxylic acid (FDC), to investigate the effects of heteroatom‐based aromatic rings on OER performance. It is revealed that by incorporating electronegative sulfur and oxygen atoms into the ligands, the electron density at the metal sites is reduced, leading to enhanced metal‐oxygen covalency and improved charge transfer kinetics. The NiFe‐FDC/NF catalyst demonstrates an overpotential of 189 mV at 10 mA·cm‐2 and stable performance over 1300 hours at 1 A·cm‐2. In situ infrared spectroscopy reveal minimal structural reconstruction in NiFe‐FDC/NF, contributing to its superior stability. The NiFe‐FDC/NF were then subjected to 3600 hours of OER operation and it’s metal elution was monitored. These findings offer a novel approach to ligand design for high‐performance MOF‐based OER catalysts, highlighting the potential of furan‐based ligands for MOF ligand engineering.

Abstract With the rapid expansion of wireless networks, the deployment and long-term maintenance of distributed microwave terminals have become increasingly challenging. To address these issues, we present a bio-inspired microwave system to constitute passive and maintenance-free wireless networks. Drawing inspiration from vertebrate skeletons and skins, we employ stimuli-responsive polymer with tunable stiffness to support and protect sensitive electromagnetic structures, and synthesize self-healable skin-like polymer for system encapsulation. Owing to the biomimetic strategy, our system combines outstanding flexibility, electromagnetic stability, structural robustness, and self-healable performance. On the other hand, to address power supply issues, our system modulates ambient electromagnetic waves to achieve long-range wireless communication, and the hybrid energy harvesting strategy allows the system to capture energy from ambient light and microwaves, thereby eliminating the need for batteries or power cables. Multidisciplinary innovation enables our system to be deployed almost anywhere and supports stable, battery-less, and maintenance-free wireless communication.

Hydroxylamine (NH2OH) is a key intermediate in the formation of numerous high value−added organonitrogen compounds. The traditional synthesis of NH2OH requires the use of precious metals under high temperature conditions, which leads to high cost, high energy consumption, and environmental pollution. The NH2OH−mediated cascade reaction integrates the electrochemical synthesis of NH2OH and the chemical synthesis of organonitrogen compounds, offering a facile, green, and efficient alternative. This review presents the recent advances on electrosynthesis of high value−added organonitrogen compounds by NH2OH−mediated cascade reactions. We present key concepts and the transformation process of different N−species to NH2OH, discuss suitable substrates and electrocatalysts, and elucidate the reaction mechanisms involved in generating compounds such as amino acids, cyclohexanone oxime, urea, amine, etc.. Finally, we address current challenges and future directions in this emerging field to encourage further research effort and the development of NH2OH−mediated cascade reaction.