Abstract
In spite of the phenomenal efficiency progression of the organometal halide perovskite-based solar cells (PSCs) over the past few years, detailed understanding of the working mechanisms and effective measures to overcome the main weaknesses such as the long-term instability are of central importance. This paper provides a brief review of our most recent research on high-performance PSCs including the diethanolamine-modification of NiO surface, the mixed solvent engineering and the mesoporous TiO2 nanobowl (NB) array assisted light harvesting.
Similar content being viewed by others
References
F. Hao, C. C. Stoumpos, Z. Liu, R. P. H. Chang, and M. G. Kanatzidis, J. Am. Chem. Soc.136, 16411 (2014).
H. Zhou, Q. Chen, G. Li, S. Luo, T. B. Song, H. S. Duan, Z. Hong, J. You, Y. Liu, and Y. Yang, Science 345, 542 (2014).
M. A. Green, A. Ho-Baillie, H. J. Snaith, Nat. Photonics8, 506(2014).
S. D. Stranks,P. K. Nayak, W. Zhang, T. Stergiopoulos, and H. J. Snaith, Angew. Chem. Int. Ed.54, 3240(2015).
C. Zuo, H. J. Bolink, H. Han, J. Huang, D. Cahen, and L. Ding, Adv. Sci.2016, DOI: 10.1002/advs.201500324.
Y. Shao, Z. Xiao, C. Bi, Y. Yuan and J. Huang, Nat. Commun. 2014, DOI: 10.1038/ncomms6784.
W. S. Yang, J. H. Noh, N. J. Jeon, Y. C. Kim, S. Ryu, J. Seo and S. I. Seok, Science348, 1234 (2015).
J. Burschka, N. Pellet, S. J. Moon, R. Humphry-Baker, P. Gao,M. K. Nazeeruddin,M. Grätzel, Nature499, 316 (2013).
F. Zheng,D. Saldana-Greco,S. Liu,and A. M. Rappe, J. Phys. Chem. Lett.6, 4862 (2015).
S. D. Stranks, G. E. Eperon, G. Grancini, C. Menelaou, M. J. P. Alcocer, T. Leijtens, L. M. Herz, A. Petrozza, and H. J. Snaith, Science342, 341 (2013).
M. Grätzel, Nat. Mater.13, 838 (2014).
M. C. Beard, J. M. Luther and A. J. Nozik, Nat. Nanotechnology9, 951 (2014).
B. V. Lotsch, Angew. Chem. Int. Ed.53, 635(2014).
J. A. Christians, P. A. M. Herrera, and P. V. Kamat, J. Am. Chem. Soc.137, 1530 (2015).
N. Pellet, P. Gao, G. Gregori, T. Y. Yang, M. K. Nazeeruddin, J. Maier, and M. Grätzel, Angew. Chem. Int. Ed. 53, 3151 (2014).
J. H. Im, I. H. Jang, N. Pellet, M. Grätzel and N. G. Park, Nat. Nanotechnology 9, 927 (2014).
F. Hao, C. C. Stoumpos, D. H. Cao, R. P. H. Chang and M. G. Kanatzidis, Lead-free solid-state organic–inorganic halide perovskite solar cells, Nat. Photonics 8, 489 (2014).
J. You, L. Meng, T. B. Song, T. F. Guo, Y. (Michael) Yang, W. H. Chang, Z. Hong, H. Chen, H. Zhou, Q. Chen, Y. Liu, N. D. Marco, and Y. Yang, Nat. Nanotechnology 11, 75 (2016).
G. Niu, W. Li, F. Meng, L. Wang, H. Dong, and Y. Qiu, J. Mater. Chem. A 2, 705 (2014).
A. Mei, X. Li, L. Liu, Z. Ku, T. Liu, Y. Rong, M. Xu, M. Hu, J. Chen, Y. Yang, M. Grätzel, and H. Han, Science 345, 295 (2014).
Z. Wei, X. Zheng, H. Chen, X. Long, Z. Wang and S. Yang, J. Mater. Chem. A 3, 16430 (2015).
J. H. Noh, S. H. Im, J. H. Heo, T. N. Mandal, and S. I. Seok, Nano Lett. 13,1764 (2013).
X. Li, M. I. Dar, C. Yi, J. Luo, M. Tschumi, S. M. Zakeeruddin, and M. Grätzel, Nat. Chem. 7, 703 (2015).
G. Niu, X. Guo and L. Wang, J. Mater. Chem. A 3, 8970 (2015).
Y. Bai, H. Chen, S. Xiao, Q. Xue, T. Zhang, Z. Zhu, Q. Li, C. Hu, Y. Yang, Z. Hu, F. Huang, K. S. Wong, H. L. Yip, and S. Yang, Adv. Funct. Mater.2016, DOI: 10.1002/adfm.201505215.
H. Chen, Z. Wei, H. He, X. Zheng, K. S. Wong, and S. Yang, Adv. Energy Mater.2016, DOI: 10.1002/aenm.201502087.
X. Zheng, Z. Wei, H. Chen, Q. Zhang, H. He, S. Xiao, Z. Fan, K. S. Wong and S. Yang, Nanoscale, 2016, DOI: 10.1039/c5nr06715d.
X. B. Xu, Z. H. Liu, Z. X. Zuo, M. Zhang, Z. X. Zhao, Y. Shen, H. P. Zhou, Q. Chen, Y. Yang, and M. K. Wang, Nano Lett.15, 2402(2015).
H. Y. Hsu, C. Y. Wang, A. Fathi, J. W. Shiu, C. C. Chung, P. S. Shen, T. F. Guo, P. Chen, Y. P. Lee, and E. W. G. Diau, Angew. Chem. Int. Ed.53, 9339(2014).
R. Betancur, M. Maymo, X. Elias, L. T. Vuong, and J. Martorell, Sol. Energy Mater. Sol. Cells95, 735(2011).
Z. L. Zhu, Y. Bai, T. Zhang, Z. K. Liu, X. Long, Z. H. Wei, Z. L. Wang, L. X. Zhang, J. N. Wang, F. Yan and S. Yang, Angew. Chem. Int. Ed.53, 12571(2014).
Z. L. Zhu, J. A. Ma, Z. L. Wang, C. Mu, Z. T. Fan, L. L. Du, Y. Bai, L. Z. Fan, H. Yan, D. L. Phillips, and S. Yang, J. Am. Chem. Soc.136, 3760(2014).
L. J. Zuo, Z. W. Gu, T. Ye, W. F. Fu, G. Wu, H. Y. Li, and H. Z. Chen, J. Am. Chem. Soc.137, 2674(2015).
Q. F. Xue, C. Sun, Z. C. Hu, F. Huang, H. L. Yip, and Y. Cao, Acta Chim. Sin.73, 179(2015).
Y. C. Shih, L. Y. Wang, H. C. Hsieh, and K. F. Lin, J. Mater. Chem.A3, 9133(2015).
Z. Wei, H. Chen, K. Yan, and S. Yang, Angew. Chem. Int. Ed.126, 13455(2014).
Z. Wei, K. Yan, H. Chen, Y. Yi, T. Zhang, X. Long, J. Li, L. Zhang, J. Wang, and S. Yang, Energy Environ. Sci.7, 3326(2014).
K. Y. Yan, Z. H. Wei, J. K. Li, H. N. Chen, Y. Yi, X. L. Zheng, X. Long, Z. L. Wang, J. N. Wang, J. B. Xu, and S. Yang, Small11, 2269(2015).
H. Chen, Z. Wei, X. Zheng, and S. Yang, Nano Energy15, 216(2015).
F. Zhang, X. Yang, H. Wang, M. Cheng, J. Zhao, and L. Sun, ACS Appl. Mater. Interfaces6, 16140(2014).
H. W. Zhou, Y. T. Shi, Q. S. Dong, H. Zhang, Y. J. Xing, K. Wang, Y. Du, and T. L. Ma, J. Phys. Chem. Lett.5, 3241 (2014).
W. J. Ke, G. J. Fang, Q. Liu, L. B. Xiong, P. L. Qin, H. Tao, J. Wang, H. W. Lei, B. R. Li, J. W. Wan, G. Yang and Y. F. Yan, J. Am. Chem. Soc.137, 6730 (2015).
N. J. Jeon, J. H. Noh, Y. C. Kim, W. S. Yang, S. Ryu and S. I. Seok, Nature Mater.13, 897 (2014).
Y. X. Zhao, A. M. Nardes and K. Zhu, J. Phys. Chem. Lett.5, 490 (2014).
T. Leijtens, B. Lauber, G. E. Eperon, S. D. Stranks and H. J. Snaith, J. Phys. Chem. Lett.5, 1096 (2014).
Author information
Authors and Affiliations
Corresponding author
Rights and permissions
About this article
Cite this article
He, X., Bai, Y., Chen, H. et al. High Performance Perovskite Solar Cells through Surface Modification, Mixed Solvent Engineering and Nanobowl-Assisted Light Harvesting. MRS Advances 1, 3175–3184 (2016). https://doi.org/10.1557/adv.2016.318
Published:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1557/adv.2016.318