All-perovskite tandem solar cells hold the promise of surpassing the efficiency limits of single-junction solar cells1–3; however, until now, the best-performing all-perovskite tandem solar cells have exhibited lower certified efficiency than have single-junction perovskite solar cells4,5. A thick mixed Pb–Sn narrow-bandgap subcell is needed to achieve high photocurrent density in tandem solar cells6, yet this is challenging owing to the short carrier diffusion length within Pb–Sn perovskites. Here we develop ammonium-cation-passivated Pb–Sn perovskites with long diffusion lengths, enabling subcells that have an absorber thickness of approximately 1.2 μm. Molecular dynamics simulations indicate that widely used phenethylammonium cations are only partially adsorbed on the surface defective sites at perovskite crystallization temperatures. The passivator adsorption is predicted to be enhanced using 4-trifluoromethyl-phenylammonium (CF3-PA), which exhibits a stronger perovskite surface-passivator interaction than does phenethylammonium. By adding a small amount of CF3-PA into the precursor solution, we increase the carrier diffusion length within Pb–Sn perovskites twofold, to over 5 μm, and increase the efficiency of Pb–Sn perovskite solar cells to over 22%. We report a certified efficiency of 26.4% in all-perovskite tandem solar cells, which exceeds that of the best-performing single-junction perovskite solar cells. Encapsulated tandem devices retain more than 90% of their initial performance after 600 h of operation at the maximum power point under 1 Sun illumination in ambient conditions. A certified efficiency of 26.4% in all-perovskite tandem solar cells, exceeding that of the best-performing single-junction perovskite solar cells, is achieved by control over surface defects in the Pb–Sn subcell.

Abstract The manipulation of crystal orientation from the thermodynamic equilibrium states is desired in layered hybrid perovskite films to direct charge transport and enhance the perovskite devices performance. Here we report a templated growth mechanism of layered perovskites from 3D-like perovskites which can be a general design rule to align layered perovskites along the out-of-plane direction in films made by both spin-coating and scalable blading process. The method involves suppressing the nucleation of both layered and 3D perovskites inside the perovskite solution using additional ammonium halide salts, which forces the film formation starts from solution surface. The fast drying of solvent at liquid surface leaves 3D-like perovskites which surprisingly templates the growth of layered perovskites, enabled by the periodic corner-sharing octahedra networks on the surface of 3D-like perovskites. This discovery provides deep insights into the nucleation behavior of octahedra-array-based perovskite materials, representing a general strategy to manipulate the orientation of layered perovskites.

Addition of the Ti₃C₂ into SnO₂ enhanced the power conversion efficiency due to the good conductivity of Ti₃C₂ nanosheets.

In this paper, we consider the problem of precoder design for an optical intensity modulation (IM) system with multiple redgreen- blue (RGB) light emitting diodes (LEDs) as transmitters and imaging lens with color filters as receivers. The purpose of using a precoder is to optimally allocate power for each LED based on the current channel condition to minimize the detection error rate. To achieve the goal, an non-convex optimization problem due to a nonconvex constraint is formulated first taking into account several crucial lighting constraints, such as flicker-free, color rendering index (CRI), and luminous efficacy rate (LER) as well as the average optical intensity constraint and non-negative transmitter-side signal constraint. By manipulations we transform the problem into a semi-definite programming (SDP) and by approximation we relaxed the non-convex constraint into a convex one. The resulting convex problem is iteratively solved by CVX, an add-in to MATLAB, which jointly optimizes the precoder and DC-biases driving each LED. We assume that M-PAM signal constellation is used as input to the precoder and an MMSE receiver is applied to recover the input signals in this paper, while our method is not restrict to the specific choice.

Abstract Chemical grafting is commonly employed to functionalize carbon fiber (CF) surface to enhance the interfacial properties of CF reinforced polymer composites (CFRP) by forming a robust interface. However, an overly rigid interface layer can result in relatively poor interface toughness. To balance interfacial strength and toughness, this paper proposes an effective method to simultaneously strengthen and toughen the interface of CF/epoxy composites by grafting branched polyethyleneimine (PEI) on CF surface using hexachlorophosphazene (HCCP) as active intermediate, which features a rigid ring structure and six active P‐Cl groups. The introduction of PEI provided a large number of amine and imine groups on CF surfaces, which were contributive to improving surface wettability and reactivity of CF, thus resulting in strong chemical bonding between CF and epoxy matrix. Additionally, the long and flexible molecular skeleton of PEI constructed a rigid‐flexible composite interface, which could effectively reduce stress concentration and absorb impact energy. After surface modification with PEI, the interfacial shear strength and fracture toughness of CF/epoxy composite were increased to 89.9 MPa and 200.3 J m −2 , by 64.3% and 149.7%, respectively, in compared with desized CF reinforced epoxy composites. Highlights A rigid‐flexible interface was constructed between CF and epoxy resin. The interfacial strength and toughness of CFRP were synergistically improved. IFSS and interfacial toughness increased by 64.3% and 149.7%, respectively.