AEM: 硅氧烷作为环境处理有机太阳能电池的耐湿稳定添加剂

高性能的有机太阳能电池（OSC）需要在环境条件下加工，并具有长期稳定性，以实现商业化。在此，我们为有机活性层提出了一种双功能添加剂，它能大大提高活性层在空气中加工时的耐湿性和设备的稳定性。有趣的是，以1%的八甲基三硅氧烷（3Si）作为添加剂，即使在相对湿度（RH）为90%的空气中浇铸PM6:L8-BO活性层，其效率也能与氮气条件下的效率相媲美。此外，在传统的OSC中，3Si加工的活性层还能显著提高热稳定性和光稳定性。在85 °C温度下热老化1000 小时，以及在100 mW cm-2 紫外波段和55 °C温度下模拟太阳光老化1000 小时后，经3Si处理的PM6:L8-BO二元OSCs的初始效率分别保持在91.6%和86.1%，最终平均效率分别为16.17%和15.42%。这些结果代表了基于添加剂策略的最稳定的OSC。硅氧烷作为防潮和稳定剂的通用性也在其他活性层系统中得到了证实，为双功能添加剂的更广泛应用铺平了道路。

图文简介

a) 本研究中的硅氧烷添加剂3Si、4Si、5Si和X-5Si的化学结构（左图）和用于OSC的功能（右图）。b) 聚合物供体PM6和NFA L8-BO的化学结构。

a ) 10 个独立器件的平均PCEs。b )基于PM6：L8-BO有/没有3Si作为添加剂的OSCs的热稳定性和光稳定性。

PM6：L8 - BO共混膜的TEM图像显示，有/没有为0.5 % 3Si添加量。新鲜样品在a，e ) N2手套箱和b，f ) 90 % RH空气中制备，老化样品在c，g ) 50 h热退火和d，h ) 50 h模拟光照下制备。

基于a ) PM6：m-TEH和b ) PM6：BTP-eC9活性层有/没有3Si作为添加剂的OSCs的热稳定性(左)和光稳定性(右)。

高湿度空气中浇铸有机活性层时液-固转化的示意图

论文信息

通讯作者：Lianjie Zhang, Junwu Chen