Pulickel M. Ajayan, Jared Crochet, Mikael Kepenekian, Boubacar Traore, Costas C. Stoumpos, Olivier Durand, Wanyi Nie, Mercouri G. Kanatzidis, Jacky Even, Aditya D. Mohite, Jean-Christophe Blancon, Claudine Katan, Hsinhan Tsai, Sergei Tretiak, Fangze Liu, Los Alamos National Laboratory (LANL), Rice University [Houston], Northwestern University [Evanston], Institut des Sciences Chimiques de Rennes (ISCR), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes (ENSCR)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut des Fonctions Optiques pour les Technologies de l'informatiON (Institut FOTON), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-École Nationale Supérieure des Sciences Appliquées et de Technologie (ENSSAT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), 08SPCE973, U.S. Department of Energy, Horizon 2020, ANR-15-CE05-0018,TRANSHYPERO,Vers une compréhension des propriétés de transport électronique des cellules solaires basées sur les pérovskites hybrides(2015), European Project: 687008,H2020,H2020-FETOPEN-2014-2015-RIA,GOTSolar(2016), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes (ENSCR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-École Nationale Supérieure des Sciences Appliquées et de Technologie (ENSSAT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), and Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)
International audience; Hybrid perovskites are on a trajectory toward realizing the most efficient single-junction, solution-processed photovoltaic devices. However, a critical issue is the limited understanding of the correlation between the degree of crystallinity and the emergent perovskite/hole (or electron) transport layer on device performance and photostability. Here, the controlled growth of hybrid perovskites on nickel oxide (NiO) is shown, resulting in the formation of thin films with enhanced crystallinity with characteristic peak width and splitting reminiscent of the tetragonal phase in single crystals. Photophysical and interface sensitive measurements reveal a reduced trap density at the perovskite/NiO interface in comparison with perovskites grown on poly(3,4-ethylene dioxy thiophene) polystyrene sulfonate. Photovoltaic cells exhibit a high open circuit voltage (1.12 V), indicating a near-ideal energy band alignment. Moreover, photostability of photovoltaic devices up to 10-Suns is observed, which is a direct result of the superior crystallinity of perovskite thin films on NiO. These results elucidate the critical role of the quality of the perovskite/hole transport layer interface in rendering high-performance and photostable optoelectronic devices.