If perovskite solar cells (PSCs) with high power conversion efficiencies (PCEs) are to be commercialized, they must achieve long-term stability, which is usually assessed with accelerated degradation tests. One of the persistent obstacles for PSCs has been successfully passing the damp-heat test (85°C and 85% relative humidity), which is the standard for verifying the stability of commercial photovoltaic (PV) modules. We fabricated damp heat-stable PSCs by tailoring the dimensional fragments of two-dimensional perovskite layers formed at room temperature with oleylammonium iodide molecules; these layers passivate the perovskite surface at the electron-selective contact. The resulting inverted PSCs deliver a 24.3% PCE and retain >95% of their initial value after >1000 hours at damp-heat test conditions, thereby meeting one of the critical industrial stability standards for PV modules.

The performance of perovskite solar cells with inverted polarity (p-i-n) is still limited by recombination at their electron extraction interface, which also lowers the power conversion efficiency (PCE) of p-i-n perovskite-silicon tandem solar cells. A MgF x interlayer with thickness of ~1 nanometer at the perovskite/C 60 interface favorably adjusts the surface energy of the perovskite layer through thermal evaporation, which facilitates efficient electron extraction and displaces C 60 from the perovskite surface to mitigate nonradiative recombination. These effects enable a champion open-circuit voltage of 1.92 volts, an improved fill factor of 80.7%, and an independently certified stabilized PCE of 29.3% for a monolithic perovskite-silicon tandem solar cell ~1 square centimeter in area. The tandem retained ~95% of its initial performance after damp-heat testing (85°C at 85% relative humidity) for >1000 hours.

Abstract The photoelectrochemical (PEC) method has the potential to be an attractive route for converting and storing solar energy as chemical bonds. In this study, a maximum NH 3 production yield of 1.01 g L −1 with a solar‐to‐ammonia conversion efficiency of 8.17% through the photovoltaic electrocatalytic (PV‐EC) nitrate (NO 3 − ) reduction reaction (NO 3 − RR) is achieved, using silicon heterojunction solar cell technology. Additionally, the effect of tuning the operation potential of the PV‐EC system and its influence on product selectivity are systematically investigated. By using this unique external resistance tuning approach in the PV‐EC system, ammonia production through nitrate reduction performance from 96 to 360 mg L −1 is enhanced, a four‐fold increase. Furthermore, the NH 3 is extracted as NH 4 Cl powder using acid stripping, which is essential for storing chemical energy. This work demonstrates the possibility of tuning product selectivity in PV‐EC systems, with prospects toward pilot scale on value‐added product synthesis.

The performance of organic photovoltaics (OPVs) has rapidly increased. Yet, achieving long-term stability in the nano-morphology and thereby sustaining device performance remains challenging. Herein, we show that incorporating in-situ-forming cross-linked thermoset (CLT) matrices into the bulk heterojunction blends is a simple, general, and efficient strategy for high-performing and resilient OPVs. Our simulations and experimental data prove that these high-modulus CLT matrices featuring hydrogen-bonding interactions can freeze the nano-morphology, resulting in long-term thermal and photostable OPV devices. We demonstrate that this approach works efficiently with eight different blends and show that OPV devices can withstand 85°C for 1,000 h without losing performance. Blends with CLT matrices double the energy generated from OPV devices, showing an energy density output of 4,054 mW⋅h cm−2 over an 11-week operating period under outdoor conditions. This methodology opens avenues for both developing new thermoset networks for OPV and their use in other optoelectronic applications.