El orden orientacional altamente inducido por coordinación de zwitteriones en la película de perovskita CH3NH3PbI3 proporciona un alto voltaje en circuito abierto que supera 1.2 V

Resumen El haluro orgánico-inorgánico CH3NH3PbI3 (MAPbI3) ha sido la capa de absorción de luz más utilizada en células solares de perovskita (PSCs); sin embargo, las películas de MAPbI3 procesadas en solución suelen sufrir de orientación cristalina aleatoria y alta densidad de trampas, resultando en una eficiencia de conversión de potencia (PCE) inferior con voltaje en circuito abierto (Voc) típicamente por debajo de 1.2 V para dispositivos PSC. En este trabajo, por primera vez se aplica un zwitterión sulfonato de imidazol, 4-(1H-imidazol-3-iumento-3-il)butano-1-sulfonato (IMS), como aditivo bifuncional en dispositivos PSC de heterounión planar de estructura regular para regular la orientación cristalina, produciendo una película de MAPbI3 altamente ordenada y pasivando los estados de trampa de la película. Este efecto dual de IMS se cumple a través de interacciones de coordinación entre la parte sulfonato de IMS con el ion Pb2+ e interacción electrostática entre el imidazol de IMS y el ion I– de MAPbI3. Como resultado, bajo una relación de dopaje óptima de IMS de 0.5 wt%, el dispositivo PSC muestra un aumento significativo en PCE de 18.77% a 20.84%, con histeresis corriente-voltaje suprimida y estabilidad ambiental promovida. Además, se logra un alto Voc de 1.208 V bajo una mayor relación de dopaje de IMS de 1.2 wt%, que es el Voc más alto para dispositivos PSC planares MAPbI3 de estructura regular basados en la capa de transporte de electrones TiO2.