Permeation Barriers Grown by Atomic Layer Deposition Endow Non-Fullerene Organic Solar Cells with Damp-Heat Resilience

材料科学 富勒烯 渗透 图层(电子) 弹性(材料科学) 原子层沉积 有机太阳能电池 潮湿 沉积(地质) 纳米技术 化学工程 复合材料 聚合物 有机化学 古生物学 化学 遗传学 物理 沉积物 气象学 工程类 生物
作者
Florian Zimmermann,Pang Wang,Christian Tückmantel,Timo Maschwitz,R. Heiderhoff,Kai Oliver Brinkmann,Thomas Riedl
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/acsami.5c03977
摘要

Organic solar cells (OSCs) based on nonfullerene acceptors have seen tremendous progress recently, which qualifies them as a serious next-generation photovoltaic technology. However, their long-term stability is still a key issue that needs to be addressed on the way to commercialization. For relevant long-term stability, gas diffusion barriers are needed to protect the OSCs against ambient gases such as oxygen and moisture. Here, we explore gas diffusion barriers grown by atomic layer deposition (ALD) and demonstrate that aluminum oxide barriers grown at 80 °C afford OSCs that can be operated in the maximum power point in ambient air for more than 1000 h without notable degradation. At the same time, we show that under damp heat conditions, i.e., elevated temperature and humidity, better barriers are needed, that require growth temperatures of >80 °C, which are not tolerated by our standard p-i-n type OSCs. We significantly improve the thermal stability of our OSCs by the introduction of aluminum-doped zinc oxide nanoparticles (AZO-NPs) as electron extraction layers. OSCs using AZO-NPs are shown to withstand the ALD growth of barrier layers up to 120 °C. Finally, by introducing an aluminum oxide/titanium oxide multilayer barrier, we successfully prevent the corrosion of neat aluminum oxide under damp heat conditions, and OSCs encapsulated with these nanolaminates retain above 80% of their initial efficiency after 1000 h at 70 °C/70% relative humidity. Our results contribute to the improved stability of NFA OSCs even in harsh environments.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
gggghhhh完成签到,获得积分10
1秒前
WEI发布了新的文献求助10
1秒前
凡君完成签到,获得积分10
1秒前
科研通AI6.1应助happy采纳,获得10
1秒前
受昂夫应助小梧采纳,获得10
2秒前
2秒前
simba完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
Tom哥完成签到,获得积分10
3秒前
读研的倒霉蛋完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
今后应助Jally采纳,获得10
4秒前
酷炫麦片完成签到,获得积分10
4秒前
gggghhhh发布了新的文献求助30
5秒前
LeLe发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
yifanchen发布了新的文献求助10
5秒前
屈奕完成签到,获得积分10
5秒前
morning发布了新的文献求助10
5秒前
红砖发布了新的文献求助10
5秒前
迷人听白发布了新的文献求助10
6秒前
dd发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
7秒前
挽风发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
8秒前
simba发布了新的文献求助10
9秒前
CATT发布了新的文献求助10
9秒前
wode完成签到,获得积分20
10秒前
科目三应助匡锦洋采纳,获得10
10秒前
10秒前
10秒前
XXHONG发布了新的文献求助10
10秒前
金典安慕希完成签到,获得积分10
10秒前
6666应助markowits采纳,获得10
11秒前
屈奕发布了新的文献求助10
12秒前
复杂易形完成签到,获得积分10
12秒前
ZY发布了新的文献求助10
13秒前
科目三应助liyi采纳,获得10
13秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Adhesion Science: Principles & Practice 800
The Graphene Handbook (2019 Edition) 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
IEST-RP-CC018: Cleanroom Cleaning and Sanitization: Operating and Monitoring Procedures 600
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
Fundamentals of Modern Mathematics: A Practical Review (Dover Books on Mathematics) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6532377
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8325305
关于积分的说明 17828568
捐赠科研通 5633697
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2933409
邀请新用户注册赠送积分活动 1909729
关于科研通互助平台的介绍 1768719