Despite the similarities of the optoelectronic properties between tin halide and lead halide perovskites, the performance of tin perovskite solar cells (PSCs) is still far below that of lead PSCs with highest reported efficiency to date of around 10%. This is due to the chemical instability of tin halide perovskite crystals and the energy band levels mismatch between the perovskite and charge transport layers. In this work, tin halide PSCs with efficiency of more than 13% has been fabricated by regulating the A site cation to achieve a tolerance factor of nearly 1. The partial substitution of formamidinium cation with ethylammonium cation affords a more stable tin perovskite crystal and at the same time suppresses the trap density by as much as 1 order of magnitude. Furthermore, the more favourable energy levels of the EA-substituted tin perovskites enhanced the charge extraction process into the charge transport layers and thus reducing the charge carrier recombination. This work provides a proof that tin-halide PSCs has the potential to compete with more toxic lead-based PSCs, and hopefully will pave the future direction for fabricating more efficient and stable lead-free PSCs.

The attempt to understand copper oxide superconductors is complicated by the presence of multiple strong interactions in these systems. Many believe that antiferromagnetism is important for superconductivity, but there has been renewed interest in the possible role of electron-lattice coupling. The conventional superconductor MgB2 has a very strong electron-lattice coupling, involving a particular vibrational mode (phonon) that was predicted by standard theory and confirmed quantitatively by experiment. Here we present inelastic scattering measurements that show a similarly strong anomaly in the Cu-O bond-stretching phonon in the copper oxide superconductors La(2-x)Sr(x)CuO4 (with x = 0.07, 0.15). Conventional theory does not predict such behaviour. The anomaly is strongest in La(1.875)Ba(0.125)CuO4 and La(1.48)Nd(0.4)Sr(0.12)CuO4, compounds that exhibit spatially modulated charge and magnetic order, often called stripe order; it occurs at a wave vector corresponding to the charge order. These results suggest that this giant electron-phonon anomaly, which is absent in undoped and over-doped non-superconductors, is associated with charge inhomogeneity. It follows that electron-phonon coupling may be important to our understanding of superconductivity, although its contribution is likely to be indirect.

Lead-based perovskite solar cells have gained ground in recent years, showing efficiency as high as 20%, which is on par with that of silicon solar cells. However, the toxicity of lead makes it a nonideal candidate for use in solar cells. Alternatively, tin-based perovskites have been proposed because of their nontoxic nature and abundance. Unfortunately, these solar cells suffer from low efficiency and stability. Here, we propose a new type of perovskite material based on mixed tin and germanium. The material showed a band gap around 1.4-1.5 eV as measured from photoacoustic spectroscopy, which is ideal from the perspective of solar cells. In a solar cell device with inverted planar structure, pure tin perovskite solar cell showed a moderate efficiency of 3.31%. With 5% doping of germanium into the perovskite, the efficiency improved up to 4.48% (6.90% after 72 h) when measured in air without encapsulation.

Lead-free tin perovskite solar cells (PSCs) show the most promise to replace the more toxic lead-based perovskite solar cells. However, the efficiency is significantly less than that of lead-based PSCs as a result of low open-circuit voltage. This is due to the tendency of Sn2+ to oxidize into Sn4+ in the presence of air together with the formation of defects and traps caused by the fast crystallization of tin perovskite materials. Here, post-treatment of the tin perovskite layer with edamine Lewis base to suppress the recombination reaction in tin halide PSCs results in efficiencies higher than 10%, which is the highest reported efficiency to date for pure tin halide PSCs. The X-ray photoelectron spectroscopy data suggest that the recombination reaction originates from the nonstoichiometric Sn:I ratio rather than the Sn4+:Sn2+ ratio. The amine group in edamine bonded the undercoordinated tin, passivating the dangling bonds and defects, resulting in suppressed charge carrier recombination.

Hole‐collecting monolayers have greatly advanced the development of positive‐intrinsic‐negative perovskite solar cells (p‐i‐n PSCs). To date, however, most of the anchoring groups in the reported monolayer materials are designed to bind to the transparent conductive oxide (TCO) surface, resulting in less availability for other functions such as tuning the wettability of the monolayer surface. In this work, we developed two anchorable molecules, 4PATTI‐C3 and 4PATTI‐C4, by employing a saddle‐like indole‐fused cyclooctatetraene as a p‐core with four phosphonic acid anchoring groups linked through propyl or butyl chains. Both molecules form monolayers on TCO substrates. Thanks to the saddle shape of a cyclooctatetraene skeleton, two of the four phosphonic acid anchoring groups were found to point upward, resulting in hydrophilic surfaces. Compared to the devices using 4PATTI‐C4 as the hole‐collecting monolayer, 4PATTI‐C3‐based devices exhibit a faster hole‐collection process, leading to higher power conversion efficiencies of up to 21.7% and 21.4% for a mini‐cell (0.1 cm2) and a mini‐module (1.62 cm2), respectively, together with good operational stability. This work represents how structural modification of multipodal molecules could substantially modulate the functions of the hole‐collecting monolayers after being adsorbed onto TCO substrates.