Toward high-performance polymer solar cells: The importance of morphology control

Macromolecules

Volumn 40, Issue 5, 2007, Pages 1353-1362

  Yang, Xiaoniu ^a   Loos, Joachim ^b  

^a CHANGCHUN INSTITUTE OF APPLIED CHEMISTRY   (China)

^b EINDHOVEN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY   (Netherlands)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

COSTS; ELECTRIC POWER GENERATION; LIGHT WEIGHT CONCRETE; MORPHOLOGY; ORGANIC POLYMERS;

FUNCTIONAL PROPERTIES; PHOTOACTIVE LAYERS; POLYMER SOLAR CELLS;

SOLAR CELLS;

EID: 33947274709     PISSN: 00249297     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ma0618732     Document Type: Review

References (82)

1. Bube, R. H. In Photoelectronic Properties of Semiconductors; Cambridge University Press: Cambridge, 1992.
2. Pope, M.; Swenberg, C. E. In Electronic Processes in Organic Crystals and Polymers; Oxford University Press: Oxford. 1999.
3. Tang, C. W. Appl. Phys. Lett. 1986, 48, 183.
4. Peumans, P.; Yakimov, A.: Forrest, S. R. J. Appl. Phys. 2003, 93, 3693.
5. Smilowitz, L.; Sariciftci, N. S.; Wu, R.; Gettinger, C.; Heeger, A. J.; Wudl, F. Phys. Rev. B 1993, 47, 13835.
6. Yoshino, K.; Hong, Y. X.; Muro, K.; Kiyomatsu, S.; Morita, S.; Zakhidov, A. A.; Noguchi, T.; Ohnishi, T. Jpn. J. Appl. Phys., Part 2 1993, 32, L357.
7. Halls, J. J. M.; Fichier, K.; Friend, R. H.; Moratti, S. C.; Holmes, A. B. Appl. Phys. Lett. 1996, 68, 3120.
8. Haugeneder, A.; Neges, M.; Kallinger, C.; Spirkl, W.; Lemmer, U.; Feldmann, J. Phys. Rev. B 1999, 59, 15346.
9. Yu, G.; Heeger, A. J. J. Appl. Phys. 1995, 78, 4510.
10. Halls, J. J. M.; Walsh, C. A.; Greenham, N. C.; Marseglia, E. A.; Friend, R. H.; Moratti, S. C.; Holmes, A. B. Nature (London) 1995, 376, 498.
11. Yu, G.; Gao, J.; Hummelen, J. C.; Wudl, F.; Heeger, A. J. Science 1995, 270, 1789.
12. Hoppe, H.; Sariciftci, N. S. J. Mater. Chem. 2006, 16, 45.
13. Hummelen, J. C.; Knight, B. W.; LePeq, F.; Wudl, F.; Gao, J.; Wilkins, C. L. J. Org. Chem. 1995, 60, 532.
14. Wudl, F. Acc. Chem. Res. 1992, 25, 157.
15. Shaheen, S. E.; Brabec, C. J.; Sariciftci, N. S.; Padinger, F.; Fromherz, T.; Hummelen, J. C. Appl. Phys. Lett. 2001, 78, 841.
16. Mozer, A.; Denk, P.; Scharber, M.; Neugebauer, H.; Sariciftci, N. S.; Wagner, P.; Lutsen, L.; Venderzande, D. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 5235.
17. Padinger, F.; Rittberger, R. S.; Sariciftci, N. S. Adv. Funct. Mater. 2003, 13, 85.
18. Waldauf, C.; Schilinsky, P.; Hauch, J.; Brabec, C. J. Thin Solid Films 2004, 451-452, 503.
19. Al-Ibrahim, M.; Ambacher, O.; Sensfuss, S.; Gobsch, G. Appl. Phys. Lett. 2005, 86, 201120.
20. Reyes-Reyes, M.; Kim, K.; Carrolla, D. L. Appl. Phys. Lett. 2005, 87, 083506.
21. Ma, W.; Yang, C.; Gong, X.; Lee, K.; Heeger, A. J. Adv. Funct. Mater. 2005, 15, 1617.
22. Rispens, M. T.; Meetsma, A.; Rittberger, R.; Brabec, C. J.; Sariciftci, N. S.; Hummelen, J. C. Chem. Commun. 2003, 2116.
23. Martens, T.; D'Haen, J.; Munters, T.; Beelen, Z.; Goris, L.; Manca, J.; D'Olieslaeger, M.; Vanderzande, D.; Schepper, L. D.; Andriessen, R. Synth. Met. 2003, 138, 243.
24. Yang, X.; van Duren, J. K. J.; Janssen, R. A. J.; Michels, M. A. J.; Loos, J. Macromolecules 2004, 37, 2151.
25. Yang, X.; van Duren, J. K. J.; Rispens, M. T.; Hummelen, J. C.; Janssen, R. A. J.; Michels, M. A. J.; Loos, J. Adv. Mater. 2004, 16, 802.
26. Hoppe, H.; Niggemann, M.; Winder, C.; Kraut, J.; Hiesgen, R.; Hinsch, A.; Meissner, D.; Sariciftci, N. S. Adv. Funct. Mater. 2004, 14, 1005.
27. van Duren, J. K. J.; Yang, X.; Loos, J.; Bulle-Lieuwma, C. W. T; Sieval, A. B.; Hummelen, J. C.; Janssen, R. A. J. Adv. Funct. Mater. 2004, 14, 425.
28. Hoppe, H.; Drees, M.; Schwinger, W.; Schäffler, F.; Sariciftci, N. S. Synth. Met. 2005, 152, 117.
29. Toney, M. F.; Russell, T. P.; Logan, J. A.; Kikuchi, H.; Sands, J. M.; Kumar, S. K. Nature (London) 1995, 374, 709.
30. Hayakawa, T.; Wang, J.; Xiang, M.; Li, X.; Ueda, M.; Ober, C. K.; Genzer, J.; Sivaniah, E.; Kramer, E. J.; Fisher, D. A. Macromolecules 2000, 33, 8012.
31. Yang, X.; Alexeev, A.; Michels, M. A. J.; Loos, J. Macromolecules 2005, 38, 4289.
32. Drees, M.; Hoppe, H.; Winder, C.; Neugebauer, H.; Sariciftci, N. S.; Schwinger, W.; Schäffler, F.; Topf, C.; Scharber, M. C.; Zhu, Z.; Gaudiana, R. J. Mater. Chem. 2005, 15, 5158.
33. Yang, X.; Loos, J.; Veenstra, S. C.; Verhees, W. J. H.; Wienk, M. M.; Kroon, J. M.; Michels, M. A. J.; Janssen, R. A. J. Nano Lett. 2005, 5, 579.
34. Reyes-Reyes, M.; Kim, K.; Dewald, J.; López-Sandoval, R.; Avadhanula, A.; Curran, S.; Carroll, D. L. Org. Lett. 2005, 7, 5749.
35. Prosa, T. J.; Winokur, M. J.; Moulton, J.; Smith, P.; Heeger, A. J. Macromolecules 1992, 25, 4364.
36. Bao, Z.; Dodabalapur, A.; Lovinger, A. Appl. Phys. Lett. 1996, 69, 4108.
37. Sirringhaus, H.; Brown, P. J.; Friend, R. H.; Nielsen, M. M.; Bechgaard, K.; Langeveld-Voss, B. M. W.; Spiering, A. J. H.; Janssen, R. A. J.; Meijer, E. W. Herwig, P.; de Leeuw, D. M. Nature (London) 1999, 407, 685.
38. Sirringhaus, H.; Tessler, N.; Friend, R. H. Science 1998, 280, 1741.
39. Savenije, T. J.; Kroeze, J. E.; Yang, X.; Loos, J. Adv. Funct. Mater. 2005, 15, 1260.
40. van Hal, P. A.; Christiaans, M. P. T.; Wienk, M. M.; Kroon, J. M.; Janssen, R. A. J. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 4352.
41. Halls, J. J. M.; Arias, A. C.; MacKenzie, J. D.; Wu, W.; Inbasekaran, M.; Woo, W. P.; Friend, R. H. Adv. Mater. 2000, 12, 498.
42. Breeze, A. J.; Schlesinger, Z., Carter, S. A.; Tillmann, H.; Hörhold, H.-H. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2004, 83, 263.
43. Stalmach, U.; de Boer, B.; Videlot, C.; van Hutten, P. F.; Hadziioannou, G. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 5464.
44. Zhang, F.; Jonforsen, M.; Johansson, D. M.; Andersson, M. R.; Inganäs, O. Synth. Met. 2003, 138, 555.
45. Veenstra, S. C.; Verhees, W. J. H.; Kroon, J. M.; Koetse, M. M.; Sweelssen, J.; Bastiaansen, J. J. A. M.; Schoo, H. F. M.; Yang, X.; Alexeev, A.; Loos, J.; Schubert, U. S.; Wienk, M. M. Chem. Mater. 2004, 16, 2503.
46. Koetse, M. M.; Sweelssen, J.; Hoekerd, K. T.; Schoo, H. F. M.; Veenstra, S. C.; Kroon, J. M.; Yang, X.; Loos, J. Appl. Phys. Lett. 2006, 88, 083504.
47. Schmidt-Mende, L.; Fechtenkötter, A.; Möllen, K.; Moons, E.; Friend, R. H.; MacKenzie, J. D. Science 2001, 293, 1119.
48. Alvarado, S. F.; Riess, W.; Seidler, P. F.; Strohriegl, P. Phys. Rev. B 1997, 56, 1269.
49. Rinaldi, R.; Cingolani, R.; Jones, K. M.; Baski, A. A.; Morkoc, H.; Di. Carlo, A.; Widany, J.; Della Sala, F.; Lugli, P. Phys. Rev. B 2001, 63, 075311.
50. Kemerink, M.; Alvarado, S. F.; Möller, P.; Koenraad, P. M.; Salemink, H. W. M.; Wolter, J. H.; Janssen, R. A. J. Phys. Rev. B 2004, 70, 045202.
51. Huser, T.; Yan, M. Synth. Met. 2001, 116, 333.
52. McNeill. C. R.; Frohne, H.; Holdsworth, J. L.; Furst, J. E.; King, B. V.; Dastoor, P. C. Nano Lett. 2004, 4, 219.
53. McNeill, C. R.; Frohne, H.; Holdsworth, J. L.; Dastoor, P. C. Nano Lett. 2004, 4, 2503.
54. Shafai, C.; Thomson, D. J.; Simard-Normandin, M.; Mattiussi, G.; Scanlon, P. J. Appl. Phys. Lett. 1994, 64, 342.
55. De Wolf, P.; Snauwaert, J.; Clarysse, T.; Vandervorst, W.; Hellemans, L. Appl. Phys. Lett. 1995, 66, 1530.
56. Lin, H.-N.; Lin, H.-L.; Wang, S.-S.; Yu, L.-S.; Perng, G.-Y.; Chen, S.-A.; Chen, S.-H. Appl. Phys. Lett. 2002, 81, 2572.
57. Alexeev, A.; Loos, J.; Koetse, M. M. Ultramicroscopy 2006, 106, 191.
58. Shindo, D.; Oikawa, T. In Analytical Electron Microscopy for Materials Science; Springer-Verlag: Tokyo, 2002; p 116.
59. Simon, P.; Maenning, B.; Lichte, H. Adv. Funct. Mater. 2004, 14, 669.
60. Simon, P.; Lichte, H.; Drechsel, J.; Formanek, P.; Graff, A.; Wahl, R.; Merting, M.; Adhikari, R.; Michler, G. H. Adv. Mater. 2003, 15, 1475.
61. Loos, J.; van Duren, J. K. J.; Morrissey, F.; Janssen, R. A. J. Polymer 2002, 43, 7493.
62. van Duren, J. K. J.; Loos, J.; Morrissey, F.; Leewis, C. M.; Kivits, K. P. H.; van Uzendoorn, L. J.; Rispens, M. T.; Hummelen, J. C.; Janssen, R. A. J. Adv. Funct. Mater. 2002, 12, 665.
63. Peumans, P.; Uchida, S.; Forrest, S. R. Nature (London) 2003, 425, 158.
64. Weyland, M.; Midgley, P. A. Mater. Today 2004, 12, 32.
65. Lucie, V.; Foerster, F.; Baumeister, W. Annu. Rev. Biochem. 2005, 74, 833.
66. Yamauchi, K.; Takahashi, K.; Hasegawa, H.; Iatrou, H.; Hadjichristidis, N.; Kaneko, T.; Nishikawa, Y.; Jinnai, H.; Matsui, T.; Nishioka, H.; Shimizu, M.; Furukawa, H. Macromolecules 2003, 36, 6962.
67. Ikeda, Y.; Katoh, A.; Shimanuki, J.; Kohjiya, S. Macromol. Rapid Commun. 2004, 25, 1186.
68. Tilt series was performed with a Titan transmission electron microscope, Fei Co., The Netherlands.
69. Li, G.; Shrotriya, V.; Huang, J. S.; Yao, Y.; Moriarty, T.; Emery, K.; Yang, Y. Nat. Mater. 2005, 4, 864.
70. Zhang, F.; Perzon, E.; Wang, X.; Mammo, W.; Andersson, M. R.; Inganäs, O. Adv. Funct. Mater. 2005, 15, 745.
71. Wienk, M. M.; Turbiez, M.G. R.; Struijk, M. P.; Fonrodona, M.; Janssen, R. A. J. Appl. Phys. Lett. 2006, 153511.
72. Wienk, M. M.; Struijk, M. P.; Fonrodona, M.; Janssen, R. A. J. Chem. Phys. Lett. 2006, 422, 488.
73. Hou, J. H.; Tan, Z. A.; Yan, Y.; He, Y. J.; Yang, C. H.; Li, Y. F. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 4911.
74. Shi, C. J.; Yao, Y.; Yang, Y.; Pei, Q. B. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 8980.
75. Bates, F. S.; Fredrickson, G. H. Annu. Rev. Phys. Chem. 1990, 41, 525.
76. Park, C.; Yoon, J.; Thomas, E. L. Polymer 2003, 44, 6725.
77. Fasolka, M. J.; Mayes, A. M. Annu. Rev. Mater. Res. 2001, 31, 323.
78. Chen, Z. R.; Komfield, J. A.; Smith, S. D.; Grothaus, J. T.; Satkowski, M. M. Science 1997, 277, 1248.
79. Thurn-Albrecht, T.; Schotter, J.; Kastle, G. A.; Emley, N.; Shibauchi, T.; Krusin-Elbaum, L.; Guarini, K.; Black, C. T.; Tuominen, M. T.; Russell, T. P. Science 2000, 290, 2126.
80. van der Veen, M. H.; de Boer, B.; Stalmach, U.; van de Wetering, K. I.; Hadziioannou, G. Macromolecules 2004, 37, 3673.
81. Sivula, K.; Ball, Z. T.; Watanabe, N.; Frechet, J. M. J. Adv. Mater. 2006, 18, 206.
82. Lindner, S. M.; Hüttner, S.; Chiche, A.; Thelakkat, M.; Krausch, G. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 3364.