Small molecular weight organic thin-film photodetectors and solar cells

Journal of Applied Physics

Volumn 93, Issue 7, 2003, Pages 3693-3723

  Peumans, Peter ^a   Yakimov, Aharon ^a,b   Forrest, Stephen R ^a  

^a Princeton University   (United States)

^b GE GLOBAL RESEARCH   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EXCITONS; HETEROJUNCTIONS; MOLECULAR WEIGHT; PHOTOCURRENTS; PHOTODETECTORS; PHOTOVOLTAIC CELLS; QUANTUM EFFICIENCY; THIN FILMS;

OPTIMAL CELL DESIGN;

SOLAR CELLS;

EID: 0037389306     PISSN: 00218979     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1063/1.1534621     Document Type: Review

References (96)

1. C. W. Tang, Appl. Phys. Lett. 48, 183 (1986).
2. G. Yu, J. Gao, J. Hummelen, F. Wudl, and A. J. Heeger, Science 270, 1789 (1995).
3. J. J. M. Halls, C. A. Walsh, N. C. Greenham, E. A. Marseglia, R. H. Friend, S. C. Moratti, and A. B. Holmes, Nature (London) 376, 498 (1995).
4. P. Peumans, V. Bulovic, and S. R. Forrest, Appl. Phys. Lett. 76, 2650 (2000).
5. S. E. Shaheen, C. J. Brabec, N. S. Sariciftci, F. Padinger, T. Fromherz, and J. C. Hummelen, Appl. Phys. Lett. 78, 841 (2001).
6. P. Peumans and S. R. Forrest, Appl. Phys. Lett. 79, 126 (2001).
7. J. M. Kroon, M. M. Wienk, W. J. H. Verhees, and J. C. Hummelen, Thin Solid Films 403-404, 223 (2002).
8. K. Bücher and S. Kunzelmann, Proceedings of the 26th Photovoltaic Specialist Conference, 1997, p. 1193.
9. M. Pope, Electronic Processes in Organic Crystals (Oxford University Press, Oxford, 1982).
10. E. A. Silinsh, Organic Molecular Crystals: Interaction, Localization, and Transport Phenomena (American Institute of Physics, New York, 1994).
11. G. Hill, A. Kahn, G. Soos, and R. A. Pascal, Chem. Phys. Lett. 217, 181 (2000).
12. M. Knupfer, H. Peisert, and T. Schwieger, Phys. Rev. B 65, 033204 (2002).
13. S. F. Alvarado, P. F. Seidler, D. G. Lidzey, and D. D. C. Bradley, Phys. Rev. Lett. 81, 1082 (1998).
14. M. Knupfer, J. Fink, E. Zojer, G. Leising, U. Scherf, and K. Mullen, Phys. Rev. B 57, R4202 (1998).
15. S. Barth and H. Bassler, Phys. Rev. Lett. 79, 4445 (1997).
16. R. Kersting, U. Lemmer, M. Deussen, H. J. Bakker, R. F. Mahrt, H. Kurz, V. I. Arkhipov, H. Bassler, and E. O. Gobel, Phys. Rev. Lett. 73, 1440 (1994).
17. M. J. Rice and Y. N. Gartstein, Phys. Rev. B 53, 10 764 (1996).
18. J. J. M. Halls, J. Cornil, D. A. dos Santos, R. Sibley, D. H. Wang, A. B. Holmes, J. L. Bredas, and R. H. Friend, Phys. Rev. B 60, 5721 (1999).
19. P. A. van Hal, R. A. J. Janssen, G. Lanzani, G. Cerullo, M. Zavelani-Rossi, and S. D. Silvestri, Chem. Phys. Lett. 345, 33 (2001).
20. B. C. Zerza, G. Cerullo, S. D. Silvestri, and N. S. Sariciftci, Synth. Met. 119, 637 (2001).
21. T. Tsuzuki, Y. Shirota, J. Rostalski, and D. Meissner, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 61, 1 (2000).
22. A. Dhanabalan, J. Knol, J. C. Hummelen, and R. A. J. Janssen, Synth. Met. 119, 519 (2001).
23. G. Yu, Y. Cao, J. Wang, J. McElvain, and A. J. Heeger, Synth. Met. 102, 904 (1999).
24. S. R. Forrest, Chem. Rev. 97, 1793 (1997).
25. M. Hiramoto, H. Fukusumi, and M. Yokoyama, Appl. Phys. Lett. 61, 2580 (1992).
26. L. A. A. Pettersson, L. S. Roman, and O. Inganas, J. Appl. Phys. 86, 487 (1999).
27. P. Peumans, V. Bulovic, and S. R. Forrest, Appl. Phys. Lett. 76, 3855 (2000).
28. L. A. Coldren and S. W. Corzine, Diode Lasers and Photonic Integrated Crystals (Wiley, New York, 1995).
29. O. S. Heavens, Optical Properties of Thin Solid Films (Dover, New York, 1965).
30. V. Bulovic and S. R. Forrest, Chem. Phys. 210, 13 (1996).
31. J. J. M. Halls, K. Pichler, R. H. Friend, S. C. Moratti, and A. B. Holmes, Appl. Phys. Lett. 68, 3120 (1996).
32. Matlab (The Mathworks Inc.), 3 Apple Hill Drive, Natick, MA 01760.
33. WVASE 32 (J. A. Woollam Company), 645 M Street, Suite 102, Lincoln, NE 68508.
34. S. M. Sze, Physics of Semiconductor Devices (Wiley, NewYork, 1981).
35. P. E. Burrows, Z. Shen, V. Bulovic, D. M. McCarty, S. R. Forrest, J. A. Cronin, and M. E. Thompson, J. Appl. Phys. 79, 7991 (1996).
36. Oriel Corp., 150 Long Beach Blvd., Stratford, CT 06615.
37. I. G. Hill, J. Schwartz, and A. Kahn, Org. Electronics 1, 5 (2000).
38. S. E. Burns, N. Pfeffer, J. Guner, M. Remmers, T. Javoreck, D. Neher, and R. H. Friend, Adv. Mater. 9, 395 (1997).
39. D. F. O'Brien, M. A. Baldo, M. E. Thompson, and S. R. Forrest, Appl. Phys. Lett. 74, 442 (1999).
40. V. Bulovic, P. Tian, M. R. Gokhale, and S. R. Forrest, Appl. Phys. Lett. 70, 2954 (1997).
41. G. Parthasarathy, C. Adachi, P. E. Burrows, and S. R. Forrest, Appl. Phys. Lett. 76, 2128 (2000).
42. R. Winston, Sol. Energy 17, 255 (1974).
43. S. Moller and S. R. Forrest, J. Appl. Phys. 91, 3324 (2002).
44. J. W. Arbogast, A. P. Darmanyan, C. S. Foote, Y. Rubin, F. N. Diederich, M. M. A. Varez, S. J. Anz, and R. L. Whetten, J. Phys. Chem. 95, 11 (1991).
45. S. S. Harilal, C. V. Bindhu, V. P. N. Nampoori, and C. P. G. Vallabhan, J. Appl. Phys. 86, 1388 (1996).
46. V. Capozzi, G. Casamassima, G. F. Lorusso, A. Minafra, R. Piccolo, T. Trovato, and A. Valentini, Solid State Commun. 98, 853 (1996).
47. Y. Hirose, A. Kahn, V. Aristov, P. Soukiassian, V. Bulovic, and S. R. Forrest, Phys. Rev. B 54, 13 748 (1996).
48. A. Rose, Concepts in Photoconductivity and Allied Problems (Interscience, New York, 1963).
49. Z. Y. Xie, T. C. Wong, L. S. Hung, and S. T. Lee, Appl. Phys. Lett. 80, 1477 (2002).
50. M. Hiramoto, M. Suezaki, and M. Yokoyama, Chem. Lett. 3, 327 (1990).
51. A. Yakimov and S. R. Forrest, Appl. Phys. Lett. 80, 1667 (2001).
52. C. Arbour et al., Mol. Cryst. Liq. Cryst. 182, 307 (1990).
53. G. Parthasarathy, P. E. Burrows, V. Khalfin, V. G. Kozlov, and S. R. Forrest, Appl. Phys. Lett. 72, 2138 (1998).
54. G. Gu, G. Parthasarathy, P. E. Burrows, P. Tian, I. G. Hill, A. Kahn, and S. R. Forrest, J. Appl. Phys. 86, 4067 (1999).
55. G. Gu, G. Parthasarathy, P. Tian, P. E. Burrows, and S. R. Forrest, J. Appl. Phys. 86, 4076 (1999).
56. H. Ishii, K. Sugiyama, D. Yoshimura, E. Ito, Y. Ouchi, and K. Seki, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 4, 24 (1998).
57. I. G. Hill, A. Rajagopal, A. Kahn, and Y. Hu, Appl. Phys. Lett. 73, 662 (1998).
58. M. A. Baldo and S. R. Forrest, Phys. Rev. B 64, 085201 (2001).
59. U. Kreibig and M. Vollmer, Optical Properties of Metal Clusters (Springer, Berlin, 1995).
60. S. Gresillon et al., Phys. Rev. Lett. 82, 4520 (1999).
61. Z. D. Popovic, M. I. Khan, S. J. Atherton, A.-M. Hor, and J. L. Goodman, J. Phys. Chem. B 102, 657 (1998).
62. D. M. Pai and R. C. Enck, Phys. Rev. B 11, 5163 (1975).
63. J. R. Yeargan and H. L. Taylor, J. Appl. Phys. 39, 5600 (1968).
64. J. G. Simmons, Phys. Rev. 155, 657 (1967).
65. J. Frenkel, Phys. Rev. 54, 647 (1938).
66. J. Simon and J.-J. Andre, Molecular Semiconductors (Springer, Berlin, 1985).
67. A. Sussman, J. Appl. Phys. 38, 2738 (1967).
68. A. Sussman, J. Appl. Phys. 38, 2748 (1967).
69. D. F. Barbe and C. R. Westgate, J. Chem. Phys. 52, 4046 (1970).
70. F. So and S. R. Forrest, Phys. Rev. Lett. 66, 2649 (1997).
71. W. Stampor, J. Kalinowski, P. D. Marco, and V. Fattori, Appl. Phys. Lett. 70, 1935 (1997).
72. M. Deussen, M. Scheidler, and H. Bässler, Synth. Met. 73, 123 (1995).
73. M. C. J. M. Vissenberg and M. J. M. de Jong, Phys. Rev. B 57, 2667 (1998).
74. T. Aernouts, W. Geens, J. Poortmans, P. Heremans, S. Borghs, and R. Mertens, Thin Solid Films 403-404, 297 (2002).
75. T. K. Woodward and A. V. Krishnamoorthy, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 5, 146 (1999).
76. R. Gaede, F. L. Li, D. Hyde, and D. S. Shen, J. Non-Cryst. Solids 266, 1208 (2000).
77. J.-P. Moy, Thin Solid Films 337, 213 (1999).
78. M. Shtein, H. F. Gossenberger, J. B. Benziger, and S. R. Forrest, J. Appl. Phys. 89, 1470 (2001).
79. T. M. Brown, J. S. Kim, R. H. Friend, F. Cacialli, R. Daik, and W. J. Feast, Appl. Phys. Lett. 75, 1679 (1999).
80. R. Mitsumoto et al., J. Phys. Chem. A 102, 552 (1998).
81. I. G. Hill and A. Kahn, J. Appl. Phys. 86, 4515 (1999).
82. D. L. Morel, A. K. Gosh, T. Feng, E. L. Stogryn, P. E. Purwin, R. F. Shaw, and C. Fishman, Appl. Phys. Lett. 32, 495 (1978).
83. A. K. Gosh and T. Feng, J. Appl. Phys. 49, 5982 (1978).
84. S. Siebentritt, S. Gunster, and D. Meissner, Synth. Met. 41-43, 1173 (1991).
85. S. R. Forrest, W. Y. Yoon, L. Y. Leu, and F. F. So, J. Appl. Phys. 66, 5908 (1989).
86. M. Hiramoto, Y. Kishigami, and M. Yokoyama, Chem. Lett. 1, 119 (1990).
87. D. Wohrle, L. Kreienhoop, G. Schnurpfeil, J. Elbe, B. Tennigkeit, S. Hiller, and D. Schlettwein, J. Mater. Chem. 5, 1819 (1995).
88. G. Yu, C. Zhang, and A. J. Heeger, Appl. Phys. Lett. 64, 1540 (1993).
89. L. Chen, D. Godovsky, O. Inganäs, J. C. Hummelen, R. A. J. Janssens, M. Svensson, and M. R. Andersson, Adv. Mater. 12, 1367 (2000).
90. M. Gränstrom, K. Petritsch, A. C. Arias, A. Lux, M. Andersson, and R. H. Friend, Nature (London) 395, 257 (1998).
91. B. A. Gregg, J. Sprague, and M. W. Peterson, J. Phys. Chem. B 101, 5362 (1997).
92. T. Stübinger and W. Brütting, J. Appl. Phys. 90, 3632 (2001).
93. H. R. Kerp and E. E. van Faassen, Nord. Hydrol. 1, 1761 (1999).
94. A. L. Burin and M. A. Ratner, J. Phys. Chem. A 104, 4704 (2000).
95. V.-E. Choong, Y. Park, Y. Gao, M. G. Mason, and C. W. Tang, J. Vac. Sci. Technol. A 16, 1838 (1998).
96. M. Theander, A. Yartsev, D. Zigmantas, V. Sundström, W. Mammo, M. R. Andersson, and O. Inganäs, Phys. Rev. B 61, 12957 (2000).