Resolviendo la hidrofobicidad de la capa de transporte de agujeros Me-4PACz para celdas solares de perovskita invertida con eficiencia >20%

Se ha empleado una monolínea autoensamblada (SAM) de ácido 4-(3,6-dimetil-9H-carbazol-9-il)butílico (Me-4PACz) en dispositivos de perovskita que demuestran altas eficiencias. Sin embargo, no se forma una capa de perovskita uniforme debido a la hidrofobicidad del Me-4PACz. Aquí, abordamos este desafío añadiendo un polieléctrodo conjugado, dibromuro de poli(9,9-bis(3′-(N,N-dimetil)-N-etilamonio-propilo-2,7-fluoreno)-alt-2,7-(9,9-dioctilfluoreno)) (PFN-Br), al Me-4PACz en una relación específica, definida como Pz:PFN. Con esta estrategia de ingeniería de mezcla utilizando Pz:PFN, se confirma la interacción de PFN-Br con el catión del sitio A a través de estudios de resonancia magnética nuclear en estado de solución. Los anchos plenos a media altura estrechos de los picos de difracción y los espectros de fotoluminiscencia de las películas de perovskita revelan una cristalización mejorada en la relación de mezcla óptima de Pz:PFN. Curiosamente, la mezcla de PFN-Br también ajusta la función de trabajo del Me-4PACz y el voltaje incorporado en las celdas solares. Los dispositivos que emplean la relación de mezcla optimizada Pz:PFN entregan un voltaje en circuito abierto de 1.16 V y una eficiencia >20% para perovskitas con un ancho de banda de 1.6 eV con alta reproducibilidad y estabilidad concomitante.