Titanyl phthalocyanine/C60 heterojunctions: Band-edge offsets and photovoltaic device performance

Journal of Physical Chemistry C

Volumn 112, Issue 8, 2008, Pages 3142-3151

  Brumbach, Michael ^a   Placencia, Diogenes ^a   Armstrong, Neal R ^a  

^a University of Arizona   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ACCEPTOR LAYER; BAND-EDGE OFFSETS; ORBITAL ENERGY OFFSET; PHOTOVOLTAIC DEVICE; TITANYL PHTHALOCYANINE;

DISSOCIATION; FULLERENES; INTERFACES (MATERIALS); ULTRAVIOLET PHOTOELECTRON SPECTROSCOPY; X RAY PHOTOELECTRON SPECTROSCOPY;

HETEROJUNCTIONS;

EID: 40549102182     PISSN: 19327447     EISSN: 19327455     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp0772171     Document Type: Article

References (88)

1. Forrest, S. R. Mater. Res. Soc. Bull. 2005, 30, 28-32.
2. Rand, B. P.; Burk, D. P.; Forrest, S. R. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2007, 75, 115327.
3. Xue, J. G.; Forrest, S. R. J. Appl. Phys. 2004, 95, 1869-1877.
4. Peumans, P.; Forrest, S. R. Chem. Phys. Lett. 2004, 398, 27.
5. Xue, J. G.; Uchida, S.; Rand, B. P.; Forrest, S. R. Appl. Phys. Lett. 2004, 84, 3013-3015.
6. Rand, B. P.; Xue, J.; Uchida, S.; Forrest, S. R. J. Appl. Phys. 2005, 98, 124902.
7. Bailey-Salzman, R. F.; Rand, B. P.; Forrest, S. R. Appl. Phys. Lett. 2007, 91, 013508.
8. Tang, C. W. Appl. Phys. Lett. 1986, 48, 183.
9. Gledhill, S. E.; Scott, B.; Gregg, B. A. J. Mater. Res. 2005, 20, 3167.
10. Gregg, B. A. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 4688.
11. Chu, C. W.; Shrotriya, V.; Li, G.; Yang, Y. Appl. Phys. Lett. 2006, 88, 153504.
12. Yoo, S.; Domercq, B.; Kippelen, B. J. Appl. Phys. 2005, 97, 1037061.
13. Green, M. A. Solar cells: operating principles, technology, and system applications; Prentice Hall: Englewood Cliffs, NJ, 1982; pp 62-102.
14. Mayer, A. C.; Lloyd, M. T.; Herman, D. J.; Kasen, T. G.; Malliaras, G. G. Appl. Phvs. Lett. 2004, 85, 6272.
15. Kim, J. Y.; Bard, A. J. Chem. Phys. Lett. 2004, 383, 11.
16. Armstrong, N. R.; Carter, C.; Donley, C.; Simmonds, A.; Lee, P.; Brumbach, M.; Kippelen, B.; Domercq, B.; Yoo, S. Thin Solid Films 2003, 445, 342.
17. Gunes, S.; Neugebauer, H.; Sariciftci, N. S. Chem. Rev. 2007, 107, 1324.
18. Yang, C. Y.; Hu, J. G.; Heeger, A. J. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 12007.
19. Scharber, M. C.; Wuhlbacher, D.; Koppe, M.; Denk, P.; Waldauf, C.; Heeger, A. J.; Brabec, C. L. Adv. Mater. 2006, 18, 789.
20. Shrotriya, V.; Li, G.; Yao, Y.; Moriarty, T.; Emery, K.; Yang, Y. Adv. Funct. Mater. 2006, 16, 2016-2023.
21. Ma, W. L.; Yang, C. Y.; Gong, X.; Lee, K.; Heeger, A. J. Adv. Funct. Mater. 2005, 15, 1617.
22. Blom, P. W. M.; Mihailetchi, V. D.; Koster, L. J. A.; Markov, D. E. Adv. Mater. 2007, 19, 1551-1566.
23. Koster, L. J. A.; Smits, E. C. P.; Mihailetchi, V. D.; Blom, P. W. M. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2005, 72, 085205.
24. Koster, L. J. A.; Mihailetchi, V. D.; Blom, P. W. M. Appl. Phys. Lett. 2006, 88, 093511.
25. Marsh, R. A.; Groves, C.; Greenham, N. C. J. Appl. Phys. 2007, 101, 083509.
26. Malliaras, G. G.; Salem, J. R.; Brock, P. J.; Scott, J. C. J. Appl. Phys. 1998, 84, 1583.
27. Brumbach, M. Ph.D. Dissertation, University of Arizona, 2007. Alloway, D. Ph.D. Dissertation, University of Arizona, 2007.
28. Alloway, D.; Hofmann, H.; Smith, D. L.; Gruhn, N. E.; Graham, A. L.; Colorado, R.; Wysocki, V. H.; Lee, T. R.; Lee, P. A.; Armstrong, N. R. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 11690.
29. Schlaf, R.; Parkinson, B. A.; Lee, P. A.; Nebesny, K. W.; Armstrong, N. R. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 2984.
30. Blochwitz, J.; Fritz, T.; Pfeiffer, M.; Leo, K.; Alloway, D.; Lee, P. A.; Armstrong, N. R. Org. Electron. 2001, 2, 97.
31. Schlettwein, D.; Hesse, K.; Gruhn, N. E.; Lee, P. A.; Nebesny, K. W.; Armstrong, N. R. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 4791.
32. Zhou, X.; Pfeiffer, M.; Blochwitz, J.; Werner, A.; Nollau, A.; Fritz, T.; Leo, K. Appl. Phvs. Lett. 2001, 78, 410.
33. Zhou, X.; Blochwitz, J.; Pfeiffer, M.; Nollau, A.; Fritz, T.; Leo, K. Adv. Funct. Mater. 2001, 11, 310.
34. Molodtsova, O. V.; Knupfer, M. J. Appl. Phys. 2006, 99, 053704.
35. Fukagawa, H.; Yamane, H.; Kera, S.; Okudaira, K. K.; Ueno, N. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2006, 73.
36. Kera, S.; Okudaira, K. K.; Harada, Y.; Ueno, N. Jpn. J. Appl. Phys., Part 1 2001, 40, 783.
37. Vazquez, H.; Gao, W.; Flores, F.; Kahn, A. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2005, 71, 041306.
38. Nishi, T.; Kanai, K.; Ouchi, Y.; Willis, M. R.; Seki, K. Chem. Phys. 2006, 325, 121.
39. Kera, S.; Yabuuchi, Y.; Yamane, H.; Setoyama, H.; Okudaira, K. K.; Kahn, A.; Ueno, N. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2004, 70, 085304.
40. Kera, S.; Abduaini, A.; Aoki, M.; Okudaira, K. K.; Ueno, N.; Harada, Y.; Shirota, Y.; Tsuzuki, T. Thin Solid Films 1998, 329, 278.
41. Kera, S.; Abduaini, A.; Aoki, M.; Okudaira, K. K.; Ueno, N.; Harada, Y.; Shirota, Y.; Tsuzuki, T. J. Electron. Spectrosc. Relat. Phenom. 1998, 88, 885
42. Fukagawa, H.; Yamane, H.; Kera, S.; Okudaira, K. K.; Ueno, N. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2006, 73.
43. Fukagawa, H., et al. Adv. Mater. 2007, 19, 665.
44. Vazquez, H.; Gao, W.; Flores, F.; Kahn, A. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2005, 71, 041306.
45. Tsuzuki, T.; Shirota, Y.; Rostalski, J.; Meissner, D. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2000, 61, 1.
46. Wöhrle, D.; Kreienhoop, L.; Schnurpfeil, G.; Elbe, J.; Tennigkeit, B.; Hiller, S.; Schlettwein, D. J. Mater. Chem. 1995, 5, 1819.
47. Yanagi, H.; Chen, S.; Lee, P. A.; Nebesny, K. W.; Armstrong, N. R.; Fujishima, A. J. Phys. Chem. 1996, 100, 5447.
48. Klofta, T. J.; Sims, T. D.; Pankow, J. W.; Danzinger, J.; Nebesny, K.; Armstrong, N. R. J. Phys. Chem. 1987, 91, 5651.
49. Klofta, T. J.; Danziger, J.; Lee, P.; Pankow, J. W.; Nebesny, K.; Armstrong, N. R. J. Phys. Chem. 1987, 91, 5646.
50. Brinkmann, M.; Wittmann, J. C.; Barthel, M.; Hanack, M.; Chaumont, C. Chem. Mater. 2002, 14, 904.
51. Walzer, K.; Toccoli, T.; Pallaoro, A.; Verucchi, R.; Fritz, T.; Leo, K.; Boschetti, A.; Iannotta, S. Surf. Sci. 2004, 573, 346-358.
52. Walzer, K.; Toccoli, T.; Pallaoro, A.; Iannotta, S.; Wagner, C.; Fritz, T.; Leo, K. Surf. Sci. 2006, 600, 2064-2069.
53. Yamaguchi, S.; Sasaki, Y. Chem. Phys. Lett. 2000, 323, 35-42.
54. Yamaguchi, S.; Sasaki, Y. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 6835-6838.
55. Conboy, J. C.; Olson, E. J. C.; Adams, D. M.; Kerimo, J.; Zaban, A.; Gregg, B. A.; Barbara, P. F. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 4516-4525.
56. Law, K.-Y. Chem. Rev. 1993, 93, 449.
57. Mizuguchi, J.; Rihs, G.; Karfunkel, H. R. J. Phys. Chem. 1995, 99, 16217-16227.
58. Yonehara, H.; Etori, H.; Engel, M. K. Chem. Mater. 2001, 13, 1015.
59. Popovic, Z. D.; Khan, M. I.; Atherton, S. J.; Hor, A. M.; Goodman, J. L. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 657.
60. Tsushima, M.; Motojima, Y.; Ikeda, N.; Yonehara, H.; Etori, H.; Pac, C.; Ohno, T. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 2256-2264.
61. Tsushima, M.; Ikeda, N.; Yonehara, H.; Etori, H.; Pac, C.; Ohno, T. Coord. Chem. Rev. 2002, 229, 3-8.
62. Yamaguchi, S.; Sasaki, Y. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 6835-6838.
63. Yamaguchi, S.; Sasaki, Y. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 9225-9229.
64. Yamaguchi, S.; Sasaki, Y. Chem. Phys. Lett. 2000, 323, 35.
65. AM 1.5 Solar Spectrum. http://rredc.nrel.gov/solar/spectra/am1.5/.
66. Kera, S.; Casu, M. B.; Bauchspie, K. R.; Batchelor, D.; Schmidt, Th.; Umbach, E. Surf. Sci. 2006, 600, 1077-1084.
67. Tanaka, Y.; Kanai, K.; Ouchi, Y.; Seki, K. Chem. Phys. Lett. 2007, 441, 63-67.
68. Hill, I. G.; Kahn, A. J. Appl. Phys. 1998, 84, 5583.
69. Gao, W. Y.; Kahn, A. Org. Electron. 2002, 3, 53.
70. Hill, I. G.; Kahn, A.; Soos, Z. G.; Pascal, R. A. Chem. Phys. Lett. 2000, 327, 181-188.
71. Cahen, D.; Kahn, A. Adv. Mater. 2003, 15, 271.
72. Hill, I. G.; Kahn, A.; Soos, Z. G.; Pascal, R. A. Chem. Phys. Lett. 2000, 327, 181.
73. Chasse, T.; Wu, C.-I.; Hill, I. G.; Kahn, A. J. Appl. Phys. 1999, 85, 6589.
74. Wu, C. I.; Hirose, Y.; Sirringhaus, H.; Kahn, A. Chem. Phys. Lett. 1997, 272, 43.
75. Zahn, D. R. T.; Gavrila, G. N.; Gorgoi, M. Chem. Phys. 2006, 325, 99-112.
76. Lever, A. P. B.; Milaeva, E. R.; Speier, G. In Phthalocyanines, Properties, and Applications; Lever, A. P. B., Leznoff, C. C., Eds.; Wiley-VCH Publications: New York, 1997; Vol. 3, pp 4-69.
77. Hill, I. G.; Rajagopal, A.; Kahn, A. J. Appl. Phys. 1998, 84, 3236.
78. Rajagopal, A.; Wu, C. I.; Kahn, A. J. Appl. Phys. 1998, 83, 2649.
79. Hill, I. G.; Kahn, A.; Cornil, J.; dos Santos, D. A.; Bredas, J. L. Chem. Phys. Lett. 2000, 317, 444.
80. Brumbach, M.; Veneman, P. A.; Marrikar, F. S.; Schulmeyer, T.; Simmonds, A.; Xia, W.; Lee, P. A.; Armstrong, N. R. Langmuir 2007, 23, 11089-11099.
81. Bruner, E. L.; Koch, N.; Span, A. R.; Bernasek, S. L.; Kahn, A.; Schwartz, J. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 3192.
82. Chaney, J. A.; Pehrsson, P. E. Appl. Surf. Sci. 2001, 180, 214.
83. Kim, J. S.; Lägel, B.; Moons, E.; Johansson, N.; Baikie, I. D.; Salaneck, W. R.; Friend, R. H.; Cacialli, F. Synth. Met. 2000, 111-112, 311.
84. Milliron, D. J.; Hill, I. G.; Shen, C.; Kahn, A.; Schwanz, J. J. Appl. Phys. 2000, 87, 572.
85. Nuesch, F.; Rothberg, L. J.; Forsythe, E. W.; Le, Q. T.; Gao, Y. Appl. Phys. Lett. 1999, 74, 880.
86. Park, Y.; Choong, V.; Gao, Y.; Hsieh, B. R.; Tang, C. W. Appl. Phys. Lett. 1996, 68, 2699.
87. Heutz, S.; Sullivan, P.; Sanderson, B. M.; Schultes, S. M.; Jones, T. S. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2004, 83, 229-245.
88. Placencia, D.; Brumbach, M.; Veneman, P.A.; Armstrong, N.R., to be published.