Ultrafast studies of charge generation in PCBM: P3HT blend films following excitation of the fullerene PCBM

Journal of Physical Chemistry C

Volumn 113, Issue 6, 2009, Pages 2547-2552

  Cook, Steffan ^a   Katoh, Ruyzi ^a   Furube, Akihiro ^a  

^a NATIONAL INSTITUTE OF ADVANCED INDUSTRIAL SCIENCE AND TECHNOLOGY AIST   (Japan)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CONVERSION EFFICIENCY; ELECTRON TRANSITIONS; FATTY ACIDS; FULLERENES; PHOTOVOLTAIC CELLS; SOLAR CELLS; SOLAR ENERGY;

BLEND FILMS; BUTYRIC ACIDS; CHARGE GENERATIONS; DEVICE PERFORMANCE; DONOR-ACCEPTOR INTERFACES; ELECTRON TRANSFERS; ELECTRON-TRANSFER STEPS; ORGANIC SOLAR CELLS; POLYMER FULLERENES; POWER CONVERSION EFFICIENCIES; SINGLET EXCITED STATE; SYSTEM RESOLUTIONS; TIME-SCALE; ULTRA FASTS; ULTRAFAST TRANSIENT ABSORPTION SPECTROSCOPIES;

ABSORPTION SPECTROSCOPY;

EID: 61649086441     PISSN: 19327447     EISSN: 19327455     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp8050774     Document Type: Article

References (91)

1. Voss, D. Nature 2000, 407, 442.
2. Al-Ibrahim, M. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2005, 85, 13.
3. Dennler, G.; Lungenschmied, C.; Neugebauer, H.; Sariciftci, N. S.; Labouret, A. J. Mater. Res. 2005, 20, 3224.
4. Lungenschmied, C.; Dennler, G.; Neugebauer, H.; Sariciftci, S. N.; Glatthaar, M.; Meyer, T.; Meyer, A. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2007, 91, 379.
5. Yu, G.; Pakbaz, K.; Heeger, A. J. Appl. Phys. Lett. 1994, 64, 3422.
6. Service, R. F. Science 2005, 309, 548.
7. Kietzke, T.; Horhold, H. H.; Neher, D. Chem. Mater. 2005, 17, 6532.
8. Shaheen, S. E.; Brabec, C. J.; Sariciftci, N. S.; Padinger, F.; Fromherz, T.; Hummelen, J. C. Appl. Phys. Lett. 2001, 78, 841.
9. Wienk, M. M.; Kroon, J. M.; Verhees, W. J. H.; Knol, J.; Hummelen, J. C.; van Hal, P. A.; Janssen, R. A. J. Angew. Chem., Int. Ed. 2003, 42, 3371.
10. Svensson, M.; Zhang, F. L.; Veenstra, S. C.; Verhees, W. J. H.; Hummelen, J. C.; Kroon, J. M.; Inganas, O.; Andersson, M. R. Adv. Mater. 2003, 15, 988.
11. Zhang, F. L.; Jespersen, K. G.; Bjorstrom, C.; Svensson, M.; Andersson, M. R.; Sundstrom, V.; Magnusson, K.; Moons, E.; Yartsev, A.; Inganas, O. Adv. Funct. Mater. 2006, 16, 667.
12. Schulze, K.; Uhrich, C.; Schuppel, R.; Leo, K.; Pfeiffer, M.; Brier, E.; Reinold, E.; Bauerle, P. Adv. Mater. 2006, 18, 2872.
13. Xue, J. G.; Uchida, S.; Rand, B. P.; Forrest, S. R. Appl. Phys. Lett. 2004, 85, 5757.
14. Xue, J. G.; Uchida, S.; Rand, B. P.; Forrest, S. R. Appl. Phys. Lett. 2004, 84, 3013.
15. Reyes-Reyes, M.; Kim, K.; Carroll, D. L. Appl. Phys. Lett. 2005, 87, 083506.
16. Kim, K.; Liu, J.; Namboothiry, M. A. G.; Carroll, D. L. Appl. Phys. Lett. 2007, 90, 163511.
17. Peet, J.; Kim, J. Y.; Coates, N. E.; Ma, W. L.; Moses, D.; Heeger, A. J.; Bazan, G. C. Nat. Mater. 2007, 6, 497.
18. Wang, E.; Wang, L.; Lan, L.; Luo, C.; Zhuang, W.; Peng, J.; Cao, Y. Appl. Phys. Lett. 2008, 92, 033307.
19. Nelson, J. The physics of solar cells; Imperial College Press: London, 2003.
20. Gregg, B. A. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 4688.
21. Yang, X.; Loos, J. Macromolecules 2007, 40, 1353.
22. Halls, J. Nature 1995, 376, 498.
23. Yu, G.; Gao, J.; Hummelen, J. C.; Wudl, F.; Heeger, A. J. Science (Washington, D.C.) 1995, 270, 1789.
24. Sullivan, P.; Heutz, S.; Schultes, S. M.; Jones, T. S. Appl. Phys. Lett. 2004, 84, 1210.
25. Sariciftci, N. S.; Smilowitz, L.; Braun, D.; Srdanov, G.; Srdanov, V.; Wudl, F.; Heeger, A. J. Synth. Met. 1993, 56, 3125.
26. Kraabel, B.; McBranch, D.; Sariciftci, N. S.; Moses, D.; Heeger, A. J. Phys. Rev. B: Condens. Matter 1994, 50, 18543.
27. Meskers, S. C. J.; van Hal, P. A.; Spiering, A. J. H.; Hummelen, J. C.; van der Meer, A. F. G.; Janssen, R. A. J. Phys. Rev. B 2000, 61, 9917.
28. Brabec, C. J.; Zerza, G.; Cerullo, G.; De Silvestri, S.; Luzzati, S.; Hummelen, J. C.; Sariciftci, S. Chem. Phys. Lett. 2001, 340, 232.
29. Inganas, O.; Svensson, M.; Zhang, F.; Gadisa, A.; Persson, N. K.; Wang, X.; Andersson, M. R. Appl. Phys. A: Mater. Sci. Process. 2004, 79, 31.
30. 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.
31. Tuladhar, S. M.; Poplavskyy, D.; Choulis, S. A.; Durrant, J. R.; Bradley, D. D. C.; Nelson, J. Adv. Funct. Mater. 2005, 15, 1171.
32. Melzer, C.; Koop, E. J.; Mihailetchi, V. D.; Blom, P. W. M. Adv. Funct. Mater. 2004, 14, 865.
33. Andersson, L. M.; Inganas, O. Appl. Phys. Lett. 2006, 88.
34. Wang, X. J.; Perzon, E.; Oswald, F.; Langa, F.; Admassie, S.; Andersson, M. R.; Inganas, O. Adv. Funct. Mater. 2005, 15, 1665.
35. Yamanari, T.; Taima, T.; Sakai, J.; Saito, K. Jpn. J. Appl. Phys. 2008, 47, 1230.
36. Parmer, J. E.; Mayer, A. C.; Hardin, B. E.; Scully, S. R.; McGehee, M. D.; Heeney, M.; McCulloch, I. Appl. Phys. Lett. 2008, 92, 113309.
37. Canteenwala, T.; Padmawar, P. A.; Chiang, L. Y. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 26.
38. Wei, X. W.; Darwish, A. D.; Boltalina, O. V.; Hitchcock, P. B.; Street, J. M.; Taylor, R. Angew. Chem., Int. Ed. 2001, 40, 2989.
39. Padinger, F.; Rittberger, R. S.; Sariciftci, N. S. Adv. Funct. Mater. 2003, 13, 85.
40. Kim, Y.; Choulis, S. A.; Nelson, J.; Bradley, D. D. C.; Cook, S.; Durrant, J. R. Appl. Phys. Lett. 2005, 86, 063502.
41. Kim, Y.; Choulis, S. A.; Nelson, J.; Bradley, D. D. C.; Cook, S.; Durrant, J. R. J. Mater. Sci. 2005, 40, 1371.
42. Reyes-Reyes, M.; Kim, K.; Dewald, J.; Lopez-Sandoval, R.; Avadhanula, A.; Curran, S.; Carroll, D. L. Org. Lett. 2005, 7, 5749.
43. Kim, Y.; Cook, S.; Tuladhar, S. M.; Choulis, S. A.; Nelson, J.; Durrant, J. R.; Bradley, D. D. C.; Giles, M.; McCulloch, I.; Ha, C. S.; Ree, M. Nat. Mater. 2006, 5, 197.
44. Kim, Y.; Cook, S.; Kirkpatrick, J.; Nelson, J.; Durrant, J. R.; Bradley, D. D. C.; Giles, M.; Heeney, M.; Hamilton, R.; McCulloch, I. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 8137.
45. Chang, J. Chem. Mater. 2004, 16, 4772.
46. Chirvase, D.; Chiguvare, Z.; Knipper, M.; Parisi, J.; Dyakonov, V.; Hummelen, J. C. Synth. Met. 2003, 138, 299.
47. Chirvase, D.; Chiguvare, Z.; Knipper, M.; Parisi, J.; Dyakonov, V.; Hummelen, J. C. J. Appl. Phys. 2003, 93, 3376.
48. Chirvase, D.; Parisi, J.; Hummelen, J. C.; Dyakonov, V. Nanotechnology 2004, 15, 1317.
49. Inoue, K.; Ulbricht, R.; Madakasira, P. C.; Sampson, W. M.; Lee, S.; Gutierrez, J.; Ferraris, J.; Zakhidov, A. A. Synth. Met. 2005, 154, 41.
50. Koster, L. J. A.; Mihailetchi, V. D.; Blom, P. W. M. Appl. Phys. Lett. 2006, 88, 052104.
51. Koster, L. J. A.; Mihailetchi, V. D.; Xie, H.; Blom, P. W. M. Appl. Phys. Lett. 2005, 87, 203502.
52. Mihailetchi, V. D.; Xie, H.; de Boer, B.; Koster, L. J. A.; Blom, P. W. M. Adv. Funct. Mater. 2006, 16, 699.
53. Li, G.; Shrotriya, V.; Huang, J. S.; Yao, Y.; Moriarty, T.; Emery, K.; Yang, Y. Nat. Mater. 2005, 4, 864.
54. Pivrikas, A.; Juska, G.; Mozer, A. J.; Scharber, M.; Arlauskas, K.; Sariciftci, N. S.; Stubb, H.; Osterbacka, R. Phys. ReV. Lett. 2005, 94, 176806.
55. Quist, P. A. C.; Savenije, T. J.; Koetse, M. M.; Veenstra, S. C.; Kroon, J. M.; Siebbeles, L. D. A. Adv. Funct. Mater. 2005, 15, 469.
56. Savenije, T. J.; Kroeze, J. E.; Yang, X. N.; Loos, J. Adv. Funct. Mater. 2005, 15, 1260.
57. Schilinsky, P.; Asawapirom, U.; Scherf, U.; Biele, M.; Brabec, C. J. Chem. Mater. 2005, 17, 2175.
58. 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.
59. Shrotriya, V.; Yao, Y.; Li, G.; Yang, Y. Appl. Phys. Lett. 2006, 89, 063505.
60. Vanlaeke, P.; Vanhoyland, G.; Aernouts, T.; Cheyns, D.; Deibel, C.; Manca, J.; Heremans, P.; Poortmans, J. Thin Solid Films 2006, 511, 358.
61. Zhokhavets, U.; Erb, T.; Hoppe, H.; Gobsch, G.; Sariciftci, N. S. Thin Solid Films 2006, 496, 679.
62. Zhao, Y.; Xie, Z. Y.; Qu, Y.; Geng, Y. H.; Wang, L. X. Appl. Phys. Lett. 2007, 90, 043504.
63. Cook, S.; Ohkita, H.; Kim, Y.; Benson-Smith, J. J.; Bradley, D. D. C.; Durrant, J. R. Chem. Phys. Lett. 2007, 445, 276.
64. Vanlaeke, P.; Swinnen, A.; Haeldermans, I.; Vanhoyland, G.; Aernouts, T.; Cheyns, D.; Deibel, C.; D'Haen, J.; Heremans, P.; Poortmans, J.; Manca, J. V. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2006, 90, 2150.
65. Cook, S.; Ohkita, H.; Durrant, J. R.; Kim, Y.; Benson-Smith, J. J.; Nelson, J.; Bradley, D. D. C. Appl. Phys. Lett. 2006, 89, 101128.
66. Bensasson, R. V.; Bienvenue, E.; Fabre, C.; Janot, J.-M.; Land, E. J.; Leach, S.; Leboulaire, V.; Rassat, A.; Roux, S.; Seta, P. Chemistry-Eur. J. 1998, 4, 270.
67. Suzuki, I.; Tsuboi, Y.; Miyasaka, H.; Itaya, A. Bull. Chem. Soc. Jpn. 2000, 73, 589.
68. Lee, M.; Song, O. K.; Seo, J. C.; Kim, D.; Suh, Y. D.; Jin, S. M.; Kim, S. K. Chem. Phys. Lett. 1992, 196, 325.
69. Cook, S.; Furube, A.; Katoh, R. Manuscript in preparation.
70. Matsumoto, K.; Fujitsuka, M.; Sato, T.; Onodera, S.; Ito, O. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 11632.
71. Brown, P. J.; Sirringhaus, H.; Harrison, M.; Shkunov, M.; Friend, R. H. Phys. Rev. B 2001, 63, 125204.
72. Lee, S. H.; Park, D. H.; Kim, K.; Joo, J.; Kim, D. C.; Kim, H. J.; Kim, J. Appl. Phys. Lett. 2007, 91, 263102.
73. Wang, X.; Ederth, T.; Inganas, O. Langmuir 2006, 22, 9287.
74. Guldi, D. M.; Hungerbuehler, H.; Asmus, K.-D. J. Phys. Chem. 1995, 99, 9380.
75. Offermans, T.; van Hal, P. A.; Meskers, S. C. J.; Koetse, M. M.; Janssen, R. A. J. Phys. Rev. B 2005, 72.
76. Pientka, M.; Dyakonov, V.; Meissner, D.; Rogach, A.; Vanderzande, D.; Weller, H.; Lutsen, L. Nanotechnology 2004, 15, 163.
77. Yamamoto, S.; Guo, J.; Ohkita, H.; Ito, S. Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 2555.
78. Cook, S.; Furube, A.; Katoh, R. Energy Environ. Sci. 2008, 1, 294.
79. Weller, A. Z. Phys. Chem. (Muenchen, Ger.) 1982, 133, 93.
80. Hwang, I.-W.; Moses, D.; Heeger, A. J. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 4350.
81. Scharber, M.; Muhlbacher, D.; Koppe, M.; Denk, P.; Waldauf, C.; Heeger, A. J.; Brabec, C. Adv. Mater. 2006, 789.
82. Ai, X.; Beard, M. C.; Knutsen, K. P.; Shaheen, S. E.; Rumbles, G.; Ellingson, R. J. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 25462.
83. Koster, L. J. A.; Milhailetchi, V. D.; Blom, P. W. M. Appl. Phys. Lett. 2006, 88, 093511.
84. Alvarado, S. F.; Seidler, P. F.; Lidzey, D. G.; Bradley, D. D. C. Phys. Rev. Lett. 1998, 81, 1082.
85. Sumi, H.; Marcus, R. A. J. Chem. Phys. 1986, 84, 4894.
86. Ohkita, H.; Cook, S.; Astuti, Y.; Duffy, W.; Tierney, S.; Zhang, W.; Heeney, M.; McCulloch, L.; Nelson, J.; Bradley, D. D. C.; Durrant, J. R. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 3030.
87. Wienk, M. M.; Turbiez, M. G. R.; Struijk, M. P.; Fonrodona, M.; Janssen, R. A. J. Appl. Phys. Lett. 2006, 88, 153511.
88. Ohkita, H.; Cook, S.; Astuti, Y.; Duffy, W.; Heeney, M.; Tierney, S.; McCulloch, I.; Bradley, D. D. C.; Durrant, J. R. Chem. Commun. 2006, 3939.
89. Ford, T. A.; Avilov, I.; Beljonne, D.; Greenham, N. C. Phys. Rev. B 2005, 71, 125212/1.
90. Ford, T. A.; Ohkita, H.; Cook, S.; Durrant, J. R.; Greenham, N. C. Chem. Phys. Lett. 2008, 454, 237.
91. Offermans, T.; Hal, P. A. v.; Meskers, S. C. J.; Koetse, M. M.; Janssen, R. A. J. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2005, 72, 045213.