This work investigates non-rare-earth phosphor (Sr4Al14O25:Mn4+, 0.5%Mg) with intensively red luminescence as a luminescent down-shifting layer for perovskite solar cells. The power conversion efficiency of the fabricated device with a structure of NiO/CH3NH3PbI3/[6,6]-phenyl C61-butyric acid methyl ester/Au coated with phosphor layer shows a 10% increase as compared with that of the control devices. Importantly, the phosphor layer coating can realize UV-protection as well as waterproof capability, achieving a reduced moisture-degradation of CH3NH3PbI3 perovskite upon applying an UV irradiation. Therefore, perovskite devices using this luminescent coating show a combined enhancement in both UV down-shifting conversion and long term stability. This can be expanded as a promising encapsulation technique in the perovskite solar cell community.

1.
H.
Zhou
,
Q.
Chen
,
G.
Li
,
S.
Luo
,
T.
Song
,
H.
Duan
,
Z.
Hong
,
J.
You
,
Y.
Liu
, and
Y.
Yang
,
Science
345
,
542
(
2014
).
2.
O.
Malinkiewicz
,
A.
Yella
,
Y.
Lee
,
G.
Espallargas
,
M.
Graetzel
,
M.
Nazeeruddin
, and
H.
Bolink
,
Nat. Photonics
8
,
128
(
2014
).
3.
Y.
Yuan
,
J.
Li
, and
M.
Wang
,
Acta Phys. Sin.
64
,
038405
(
2015
).
4.
J.
Cui
,
H.
Yuan
,
J.
Li
,
X.
Xu
,
Y.
Shen
,
H.
Lin
, and
M.
Wang
,
Sci. Technol. Adv. Mater.
16
,
036004
(
2015
).
5.
W.
Yang
,
J.
Noh
,
N.
Jeon
,
Y.
Kim
,
S.
Ryu
,
J.
Seo
, and
S.
Seok
,
Science
348
,
1234
(
2015
).
6.
J.
Gong
,
S.
Darling
, and
F.
You
,
Energy Environ. Sci.
8
,
1953
(
2015
).
7.
N.
Espinosa
,
L.
Serrano-Luján
,
A.
Urbina
, and
F.
Krebs
,
Sol. Energy Mater. Sol. Cells
137
,
303
(
2015
).
8.
H.
Kim
,
C.
Lee
,
J.
Im
,
K.
Lee
,
T.
Moehl
,
A.
Marchioro
,
S.
Moon
,
R.
Humphry-Baker
,
J.
Yum
,
J.
Moser
,
M.
Grätzel
, and
N.
Park
,
Sci. Rep.
2
,
591
(
2012
).
9.
G.
Niu
,
W.
Li
,
F.
Meng
,
L.
Wang
,
H.
Dong
, and
Y.
Qiu
,
J. Mater. Chem. A
2
,
705
(
2014
).
10.
K.
Cao
,
J.
Cui
,
H.
Zhang
,
H.
Li
,
J.
Song
,
Y.
Shen
,
Y.
Cheng
, and
M.
Wang
,
J. Mater. Chem. A
3
,
9116
(
2015
).
11.
K.
Cao
,
Z.
Zuo
,
J.
Cui
,
Y.
Shen
,
T.
Moehl
,
S.
Zakeeruddin
,
M.
Grätzel
, and
M.
Wang
,
Nano Energy
17
,
171
(
2015
).
12.
K.
Cao
,
H.
Li
,
S.
Liu
,
J.
Cui
,
Y.
Shen
, and
M.
Wang
,
Nanoscale
8
,
8839
(
2016
).
13.
S.
Ito
,
S.
Tanaka
,
K.
Manabe
, and
H.
Nishino
,
J. Phys. Chem. C
118
,
16995
(
2014
).
14.
W.
Li
,
H.
Dong
,
L.
Wang
,
N.
Li
,
X.
Guo
,
J.
Li
, and
Y.
Qiu
,
J. Mater. Chem. A
2
,
13587
(
2014
).
15.
J.
Yang
,
B.
Siempelkamp
,
D.
Liu
, and
T.
Kelly
,
ACS Nano
9
,
1955
(
2015
).
16.
J.
Christians
,
P.
Herrera
, and
P.
Kamat
,
J. Am. Chem. Soc.
137
,
1530
(
2015
).
17.
S.
Habisreutinger
,
T.
Leijtens
,
G.
Eperon
,
S.
Stranks
,
R.
Nicholas
, and
H.
Snaith
,
Nano Lett.
14
,
5561
(
2014
).
18.
T.
Leijtens
,
E.
Hoke
,
G.
Grancini
,
D.
Slotcavage
,
G.
Eperon
,
J.
Ball1
,
M.
Bastiani
,
A.
Bowring
,
N.
Martino
,
K.
Wojciechowski
,
M.
McGehee
,
H.
Snaith
, and
A.
Petrozza
,
Adv. Energy Mater.
5
,
1500962
(
2015
).
19.
M.
Lee
,
J.
Teuscher
,
T.
Miyasaka
,
T.
Murakami
, and
H.
Snaith
,
Science
338
,
643
(
2012
).
20.
J.
Noh
,
S.
Im
,
J.
Heo
,
T.
Mandal
, and
S.
Seok
,
Nano Lett.
13
,
1764
(
2013
).
21.
G.
Eperon
,
S.
Stranks
,
C.
Menelaou
,
M.
Johnston
,
L.
Herz
, and
H.
Snaith
,
Energy Environ. Sci.
7
,
982
(
2014
).
22.
T.
Koh
,
K.
Fu
,
Y.
Fang
,
S.
Chen
,
T.
Sum
,
N.
Mathews
,
S.
Mhaisalkar
,
P.
Boix
, and
T.
Baikie
,
J. Phys. Chem. C
118
,
16458
(
2014
).
23.
T.
Leijtens
,
G.
Eperon
,
S.
Pathak
,
A.
Abate
,
M.
Lee
, and
H.
Snaith
,
Nat. Commun.
4
,
2885
(
2013
).
24.
H.
Cho
,
S.
Jeong
,
M.
Park
,
Y.
Kim
,
C.
Wolf
,
C.
Lee
,
J.
Heo
,
A.
Sadhanala
,
N.
Myoung
,
S.
Yoo
,
S.
Im
,
R.
Friend
, and
T.
Lee
,
Science
350
,
1222
(
2015
).
25.
K.
Lim
,
S.
Ahn
,
Y.
Kim
,
Y.
Qi
, and
T.
Lee
,
Energy Environ. Sci.
9
,
932
(
2016
).
26.
H.
Kim
,
K.
Lim
, and
T.
Lee
,
Energy Environ. Sci.
9
,
12
(
2016
).
27.
K.
Ali
,
S.
Khan
, and
M.
Jafri
,
Sol. Energy
101
,
1
(
2014
).
28.
L.
Yao
and
J.
He
,
Prog. Mater. Sci.
61
,
94
(
2014
).
29.
P.
Šiffalovič
,
M.
Jergel
,
M.
Benkovičová
,
A.
Vojtko
,
V.
Nádaždy
,
J.
Ivančo
,
M.
Bodík
,
M.
Demydenko
, and
E.
Majková
,
Sol. Energy Mater. Sol. Cells
125
,
127
(
2014
).
30.
G.
Griffini
,
F.
Bella
,
F.
Nisic
,
C.
Dragonetti
,
D.
Roberto
,
M.
Levi
,
R.
Bongiovanni
, and
S.
Turri
,
Adv. Energy Mater.
5
,
1401312
(
2015
).
31.
N.
Chander
,
A.
Khan
,
P.
Chandrasekhar
,
E.
Thouti
,
S.
Swami
,
V.
Dutta
, and
V.
Komarala
,
Appl. Phys. Lett.
105
,
033904
(
2014
).
32.
M.
Peng
,
X.
Yin
,
P.
Tanner
,
M.
Brik
, and
P.
Li
,
Chem. Mater.
27
,
2938
(
2015
).
33.
M.
Peng
,
X.
Yin
,
P.
Tanner
,
C.
Liang
,
P.
Li
,
Q.
Zhang
,
J.
Qiu
, and
A.
Srivastava
,
J. Am. Chem. Soc.
96
,
2870
(
2013
).
34.
P.
Ndione
,
W.
Yin
,
K.
Zhu
,
S.
Wei
, and
J.
Berry
,
J. Mater. Chem. A
3
,
21940
(
2015
).
35.
A.
Leguy
,
Y.
Hu
,
M.
Campoy-Quiles
,
M.
Alonso
,
O.
Weber
,
P.
Azarhoosh
,
M.
Schilfgaarde
,
M.
Weller
,
T.
Bein
,
J.
Nelson
,
P.
Docampo
, and
P.
Barnes
,
Chem. Mater.
27
,
3397
(
2015
).
36.
J.
Bai
,
X.
Xu
,
L.
Xu
,
J.
Cui
,
D.
Huang
,
W.
Chen
,
Y.
Cheng
,
Y.
Shen
, and
M.
Wang
,
ChemSusChem
6
,
622
(
2013
).
37.
Q.
Bao
,
X.
Liu
,
S.
Braun
, and
M.
Fahlman
,
Adv. Energy Mater.
4
,
1301272
(
2014
).
38.
J.
You
,
L.
Meng
,
T.
Song
,
T.
Guo
,
Y.
Yang
,
W.
Chang
,
Z.
Hong
,
H.
Chen
,
H.
Zhou
,
Q.
Chen
,
Y.
Liu
,
N.
De Marco
, and
Y.
Yang
,
Nat. Nanotechnol.
11
,
75
(
2016
).

Supplementary Material

You do not currently have access to this content.