Abstract To effectively solve the challenges of rapid capacity decay and electrode crushing of silicon‐carbon (Si‐C) anodes, it is crucial to carefully optimize the structure of Si‐C active materials and enhance their electron/ion transport dynamic in the electrode. Herein, a unique hybrid structure microsphere of Si/C/CNTs/Cu with surface wrinkles is prepared through a simple ultrasonic atomization pyrolysis and calcination method. Low‐cost nanoscale Si waste is embedded into the pyrolysis carbon matrix, cleverly combined with the flexible electrical conductivity carbon nanotubes (CNTs) and copper (Cu) particles, enhancing both the crack resistance and transport kinetics of the entire electrode material. Remarkably, as a lithium‐ion battery anode, the fabricated Si/C/CNTs/Cu electrode exhibits stable cycling for up to 2300 cycles even at a current of 2.0 A g −1 , retaining a capacity of ≈700 mAh g −1 , with a retention rate of 100% compared to the cycling started at a current of 2.0 A g −1 . Additionally, when paired with an NCM523 cathode, the full cell exhibits a capacity of 135 mAh g −1 after 100 cycles at 1.0 C. Therefore, this synthesis strategy provides insights into the design of long‐life, practical anode electrode materials with micro/nano‐spherical hybrid structures.

High-performance wide-bandgap (WBG) perovskite solar cells are used as top cells in perovskite/silicon or perovskite/perovskite tandem solar cells, which possess the potential to overcome the Shockley-Queisser limitation of single-junction perovskite solar cells (PSCs). However, WBG perovskites still suffer from severe nonradiative recombination and large open-circuit voltage (Voc) losses, which restrict the improvement of PSC performance. Herein, we introduce 3,3′-diethyl-oxacarbo-cyanine iodide (DiOC 2 (3)) and multifunctional groups (C=N, C=C, C-O-C, C-N) into perovskite precursor solutions to simultaneously passivate deep level defects and reduce recombination centers. The multifunctional groups in DiOC 2 (3) coordinate with free Pb 2+ at symmetric sites, passivating Pb vacancy defects, effectively suppressing nonradiative recombination, and maintaining considerable stability. The results reveal that the power conversion efficiency (PCE) of the 1.68 eV WBG perovskite solar cell with an inverted structure increases from 18.51% to 21.50%, and the Voc loss is only 0.487 V. The unpackaged device maintains 95% of its initial PCE after 500 h, in an N 2 environment at 25°C.

The recovery of massive kerf loss silicon waste into silicon anodes is an attractive approach to efficiently utilizing resources and protect the environment. Tens-of-nanometers-scale-thickness Si waste particles enable the high feasibility of high-rate Li-ion storage, but continuous oxidation leads to a gradual loss of electrochemical activity. Understanding the relationship between this oxidation and Li-ion storage properties is key to efficiently recovering silicon wastes into silicon anodes. However, corresponding research is rare. Herein, a series of silicon waste samples with different oxidation states were synthesized and their Li-ion storage characters were investigated. By analyzing their Li-ion storage properties and kinetics, we found that oxidation has absolutely detrimental effects on Li-ion storage performance, which is different to previously reported results of nano-silicon materials. The 2.5 wt.% Si provides a substantial initial discharge capacity of 3519 mAh/g at 0.5 A/g. The capacity retention of 2.5 wt.% Si is almost 70% after 500 cycles at 1 A/g. However, the 35.8 wt.% Si presents a modest initial discharge capacity of merely 170 mAh/g. Additionally, oxidation leads the Li-ion storage kinetics to transform from Li-ion diffusion-controlled to charge transfer-controlled behaviors. For kerf loss silicon waste with an oxygen content over 35.8 wt.%, Li-ion storage capability is lost due to a high charge transfer resistance and a low Li-ion diffusion coefficient.