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Siloxane as Humidity‐Resistant and Stabilizing Additive for Ambient‐Processed Organic Solar Cells
Advanced Energy Materials ( IF 24.4 ) Pub Date : 2024-12-09 , DOI: 10.1002/aenm.202404679 Haizhen Liu, Xianglun Xie, Lianjie Zhang, Jun Wang, Junwu Chen
Advanced Energy Materials ( IF 24.4 ) Pub Date : 2024-12-09 , DOI: 10.1002/aenm.202404679 Haizhen Liu, Xianglun Xie, Lianjie Zhang, Jun Wang, Junwu Chen
High‐performing organic solar cells (OSCs) being processed in ambient conditions and possessing long‐term stability are desired toward commercialization. Here, resultantly bifunctional additive is proposed for organic active layer, which can greatly enhance humidity endurance during the air‐processing of the active layer and device stability in the meantime. Intriguingly, with 1% octamethyltrisiloxane (3Si) as the additive, casting PM6:L8‐BO active layer even in 90% relative humidity (RH) air could show comparable efficiency to that in N2 condition. Furthermore, the 3Si‐processed active layers also display remarkably enhanced thermal and light stabilities in conventional OSCs. After thermal aging at 85 °C for 1000 h and simulated solar light aging with UV band at 100 mW cm−2 and 55°C for 1000 h, the 3Si‐processed PM6:L8‐BO binary OSCs maintain 91.6% and 86.1% of the initial efficiency, leading to final averaged efficiencies of 16.17% and 15.42%, respectively. The results represent the most stable OSCs based on additive strategy. The universality of siloxane as a humidity‐resistant and stabilizing agent is also confirmed with other active layer systems, paving a way for broader application of the bifunctional additive.
中文翻译:
硅氧烷作为常温加工有机太阳能电池的防潮和稳定添加剂
在环境条件下加工并具有长期稳定性的高性能有机太阳能电池 (OSC) 有望实现商业化。在这里,提出了用于有机活性层的双功能添加剂,它可以大大提高活性层空气处理过程中的耐湿性和器件稳定性。有趣的是,以 1% 的八甲基三硅氧烷 (3Si) 为添加剂,即使在 90% 相对湿度 (RH) 空气中铸造 PM6:L8-BO 活性层也能显示出与 N2 条件下相当的效率。此外,3Si 处理的活性层在传统 OSC 中也显示出显着增强的热稳定性和光稳定性。在 85 °C 下热老化 1000 小时并在 100 mW cm-2 和 55°C 的紫外线波段模拟太阳光老化 1000 小时后,3Si 加工的 PM6:L8-BO 二元 OSC 保持了 91.6% 和 86.1% 的初始效率,最终平均效率分别为 16.17% 和 15.42%。结果代表了基于加法策略的最稳定的 OSC。硅氧烷作为防潮和稳定剂的普遍性也得到了其他活性层体系的证实,为双功能添加剂的更广泛应用铺平了道路。
更新日期:2024-12-09
中文翻译:
硅氧烷作为常温加工有机太阳能电池的防潮和稳定添加剂
在环境条件下加工并具有长期稳定性的高性能有机太阳能电池 (OSC) 有望实现商业化。在这里,提出了用于有机活性层的双功能添加剂,它可以大大提高活性层空气处理过程中的耐湿性和器件稳定性。有趣的是,以 1% 的八甲基三硅氧烷 (3Si) 为添加剂,即使在 90% 相对湿度 (RH) 空气中铸造 PM6:L8-BO 活性层也能显示出与 N2 条件下相当的效率。此外,3Si 处理的活性层在传统 OSC 中也显示出显着增强的热稳定性和光稳定性。在 85 °C 下热老化 1000 小时并在 100 mW cm-2 和 55°C 的紫外线波段模拟太阳光老化 1000 小时后,3Si 加工的 PM6:L8-BO 二元 OSC 保持了 91.6% 和 86.1% 的初始效率,最终平均效率分别为 16.17% 和 15.42%。结果代表了基于加法策略的最稳定的 OSC。硅氧烷作为防潮和稳定剂的普遍性也得到了其他活性层体系的证实,为双功能添加剂的更广泛应用铺平了道路。