Thin-film photovoltaics based on alkylammonium lead iodide perovskite light absorbers have recently emerged as a promising low-cost solar energy harvesting technology. To date, the perovskite layer in these efficient solar cells has generally been fabricated by either vapor deposition or a two-step sequential deposition process. We report that flat, uniform thin films of this material can be deposited by a one-step, solvent-induced, fast crystallization method involving spin-coating of a DMF solution of CH3NH3PbI3 followed immediately by exposure to chlorobenzene to induce crystallization. Analysis of the devices and films revealed that the perovskite films consist of large crystalline grains with sizes up to microns. Planar heterojunction solar cells constructed with these solution-processed thin films yielded an average power conversion efficiency of 13.9±0.7% and a steady state efficiency of 13% under standard AM 1.5 conditions.

The stability of encapsulated planar-structured CH₃NH₃PbI₃ (MAPbI₃) perovskite solar cells (PSCs) was investigated under various simulated environmental conditions.

Abstract Thin‐film photovoltaics based on alkylammonium lead iodide perovskite light absorbers have recently emerged as a promising low‐cost solar energy harvesting technology. To date, the perovskite layer in these efficient solar cells has generally been fabricated by either vapor deposition or a two‐step sequential deposition process. We report that flat, uniform thin films of this material can be deposited by a one‐step, solvent‐induced, fast crystallization method involving spin‐coating of a DMF solution of CH 3 NH 3 PbI 3 followed immediately by exposure to chlorobenzene to induce crystallization. Analysis of the devices and films revealed that the perovskite films consist of large crystalline grains with sizes up to microns. Planar heterojunction solar cells constructed with these solution‐processed thin films yielded an average power conversion efficiency of 13.9±0.7 % and a steady state efficiency of 13 % under standard AM 1.5 conditions.

The simple planar configuration of organic–inorganic hybrid perovskite solar cells produced by a solution coating process has great potential to be a low-cost and high efficiency photovoltaic technology. However planar perovskite films produced by “normal” spin coating usually show a dendritic grain morphology giving many gaps in the film, resulting in poor coverage of the substrate and thus a low power conversion efficiency. Here a facile gas-assisted solution processing technique is reported that has changed the kinetics of nucleation and crystal growth of the perovskite during the spin coating, producing very uniform perovskite thin films consisting of densely packed single crystalline grains. This microstructure is an ideal candidate for the p–i–n solar cell device. Planar perovskite solar cells constructed from these films produced a highly reproducible average power conversion efficiency of 15.7±0.7%. The highest efficiency achieved was 17.0% with a slightly lower steady-state value of 16.5% at the maximum power output of the solar cell.

The meteoric rise of perovskite single‐junction solar cells has been accompanied by similar stunning developments in perovskite tandem solar cells. Debuting with efficiencies less than 14% in 2014, silicon–perovskite solar cells are now above 25% and will soon surpass record silicon single‐junction efficiencies. Unconstrained by the Shockley–Quiesser single‐junction limit, perovskite tandems suggest a real possibility of true third‐generation thin‐film photovoltaics; monolithic all‐perovskite tandems have reached 18% efficiency and will likely pass perovskite single‐junction efficiencies within the next 5 years. Inorganic–organic metal–halide perovskites are ideal candidates for inclusion in tandem solar cells due to their high radiative recombination efficiencies, excellent absorption, long‐range charge‐transport, and broad ability to tune the bandgap. In this progress report, the development of perovskite tandem cells is reviewed, with presentation of their key motivations and challenges. In detail, it presents an overview of recombination layer materials, bandgap‐tuneability, transparent contact architectures, and perovskite compounds for use in tandems. Theoretical estimates of efficiency for future tandem and triple‐junction perovskite cells are presented, outlining roadmaps for future focused research.