Enhancement of the morphology and open circuit voltage in bilayer polymer/fullerene solar cells

Journal of Physical Chemistry C

Volumn 113, Issue 26, 2009, Pages 11408-11415

  Stevens, Derek M ^a   Qin, Yang ^b   Hillmyer, Marc A ^b   Frisbie, C Daniel ^a  

^a University of Minnesota   (United States)

^b UNIVERSITY OF MINNESOTA   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ANNEALING TEMPERATURES; BI-LAYER; BLOCKING LAYERS; CHARGE COLLECTION; ELECTRON ACCEPTOR; EXTREME TEMPERATURES; FORWARD CURRENTS; PEAK POWER; PENTACENE; POLY (3-HEXYLTHIOPHENE); POLYMER BILAYERS; REGIO-REGULAR; REGIORANDOM; THERMAL-ANNEALING;

AMORPHOUS FILMS; ANNEALING; CARRIER MOBILITY; CELL MEMBRANES; CONVERSION EFFICIENCY; OPEN CIRCUIT VOLTAGE; PHOTOVOLTAIC CELLS; POLYMER FILMS; POLYMERS; SOLAR CELLS;

SOLAR ENERGY;

EID: 67649857198     PISSN: 19327447     EISSN: 19327455     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp902198y     Document Type: Article

References (65)

1. Coakley, K. M.; McGehee, M. D. Chem. Mater. 2004, 16, 4533.
2. Brabec, C. J. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2004, 83, 273.
3. Hoth, C. N.; Schilinsky, P.; Choulis, S. A.; Brabec, C. J. Nano Lett. 2008, 8, 2806.
4. Li, G.; Shrotriya, V.; Huang, J.; Yao, Y.; Moriarty, T.; Emery, K.; Yang, Y. Nat. Mater. 2005, 4, 864.
5. Ma, W.; Yang, C.; Gong, X.; Lee, K.; Heeger, A. J. Adv. Funct. Mater. 2005, 15, 1617.
6. Peet, J.; Kim, J. Y.; Coates, N. E.; Ma, W. L.; Moses, D.; Heeger, A. J.; Bazan, G. C. Nat. Mater. 2007, 6, 497.
7. Kim, J.; Lee, K.; Coates, N.; Moses, D.; Nguyen, T.; Dante, M.; Heeger, A. Science 2007, 317, 222.
8. Xue, J.; Uchida, S.; Rand, B. P.; Forrest, S. R. Appl. Phys. Lett. 2004, 84, 3013.
9. Xue, J.; Uchida, S.; Rand, B. P.; Forrest, S. R. Appl. Phys. Lett. 2004, 85, 5757.
10. 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 1999, 401, 685.
11. Arias, A. C.; MacKenzie, J. D.; Stevenson, R.; Halls, J. J. M.; Inbasekaran, M.; Woo, E. P.; Richards, D.; Friend, R. H. Macromolecules 2001, 34, 6005.
12. Shaheen, S. E.; Brabec, C. J.; Sariciftci, N. S.; Padinger, F.; Fromherz, T.; Hummelen, J. C. Appl. Phys. Lett. 2001, 78, 841.
13. 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.
14. 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.
15. Hoppe, H.; Niggemann, M.; Winder, C.; Kraut, J.; Hiesgen, R.; Hinsch, A.; Meissner, D.; Sariciftci, N. S. Adv. Funct. Mater. 2004, 14, 1005.
16. Schilinsky, P.; Waldauf, C.; Brabec, C. J. Appl. Phys. Lett. 2002, 81, 3885.
17. Dennler, G.; Scharber, M. C.; Ameri, T.; Denk, P.; Forberich, K.; Waldauf, C.; Brabec, C. J. Adv. Mater. 2008, 20, 579.
18. Scharber, M. C.; Muhlbacher, D.; Koppe, M.; Denk, P.; Waldauf, C.; Heeger, A. J.; Brabec, C. J. Adv. Mater. 2006, 18, 789.
19. Muhlbacher, D.; Scharber, M.; Morana, M.; Zhu, Z.; Waller, D.; Gaudiana, R.; Brabec, C. Adv. Mater. 2006, 18, 2884.
20. Blouin, N.; Michaud, A.; Leclerc, M. Adv. Mater. 2007, 19, 2295.
21. Blouin, N; Michaud, A.; Gendron, D.; Wakim, S.; Blair, E.; Neagu-Plesu, R.; Belletete, M.; Durocher, G.; Tao, Y.; Leclerc, M. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 732.
22. Smith, A. P.; Smith, R. R.; Taylor, B. E.; Durstock, M. F. Chem. Mater. 2004, 16, 4687.
23. Nguyen, L. H.; Günes, S.; Neugebauer, H.; Sariciftci, N. S.; Banishoeib, F.; Henckens, A.; Cleij, T.; Lutsen, L.; Vanderzande, D. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2006, 90, 2815.
24. Banishoeib, F.; Henckens, A.; Fourier, S.; Vanhooyland, G.; Breselge, M.; Manca, J.; Cleij, T. J.; Lutsen, L.; Vanderzande, D.; Nguyen, L. H.; Neugebauer, H.; Sariciftci, N. S. Thin Solid Films 2008, 516, 3978.
25. Girotto, C.; Cheyns, D.; Aernouts, T.; Banishoeib, F.; Lutsen, L.; Cleij, T. J.; Vanderzande, D.; Genoe, J.; Poortmans, J.; Heremans, P. Org. Electron. 2008, 9, 740.
26. Brabec, C. J.; Cravino, A.; Meissner, D.; Sariciftci, N. S.; Fromherz, T.; Rispens, M. T.; Sanchez, L.; Hummelen, J. C. Adv. Funct. Mater. 2001, 11, 374.
27. Liu, J.; Shi, Y.; Yang, Y. Adv. Funct. Mater. 2001, 11, 420.
28. Ramsdale, C. M.; Barker, J. A.; Arias, A. C.; MacKenzie, J. D.; Friend, R. H.; Greenham, N. C. J. Appl. Phys. 2002, 92, 4266.
29. Mhailetchi, V. D.; Blom, P. W. M.; Hummelen, J. C.; Rispens, M. T. J. Appl. Phys. 2003, 94, 6849.
30. Reese, M. O.; White, M. S.; Rumbles, G.; Ginley, D. S.; Shaheen, S. E. Appl. Phys. Lett. 2008, 92, 053307.
31. Frohne, H.; Shaheen, S. E.; Brabec, C. J.; Muller, D. C.; Sariciftci, N. S.; Meerholz, K. ChemPhysChem 2002, 3, 795.
32. Brabec, C. J.; Shaheen, S. E.; Winder, C.; Sariciftci, N. S.; Denk, P. Appl. Phys. Lett. 2002, 80, 1288.
33. Shrotriya, V.; Li, G.; Yao, Y.; Chu, C.; Yang, Y. Appl. Phys. Lett. 2006, 88, 073508.
34. Hains, A. W.; Marks, T. J. Appl. Phys. Lett. 2008, 92, 023504.
35. Kinoshita, Y.; Takenaka, R.; Murata, H. Appl. Phys. Lett. 2008, 92, 243309.
36. Li, N.; Lassiter, B. E.; Lunt, R. R.; Wei, G.; Forrest, S. R. Appl. Phys. Lett. 2009, 94, 023307.
37. Mayer, A. C.; Lloyd, M. T.; Herman, D. J.; Kasen, T. G.; Malliaras, G. G. Appl. Phys. Lett. 2004, 85, 6272.
38. Shao, Y.; Yang, Y. Adv. Mater. 2005, 17, 2841.
39. Shao, Y.; Sista, S.; Chu, C.; Sievers, D.; Yang, Y. Appl. Phys. Lett. 2007, 90, 103501.
40. Yoo, S.; Potscavage, W. J.; Domercq, B.; Han, S.; Li, T.; Jones, S. C.; Szoszkiewicz, R.; Levi, D.; Riedo, E.; Marder, S. R.; Kippelen, B. Solid State Electron. 2007, 51, 1367.
41. Geiser, A.; Benmansour, H.; Castro, F.; Heier, J.; Keller, B.; Mayerhofer, K. E.; Nüesch, F.; Hany, R. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2008, 92, 464.
42. Jiang, X.; Dai, J.; Wang, H.; Yan, D. Thin Solid Films 2008, 516, 6487.
43. Kim, J. Y.; Qin, Y.; Stevens, D. M.; Ugurlu, O.; Kalihari, V.; Hillmyer, M. A.; Frisbie, C. D. J. Phys. Chem. C 2009, in press.
44. Qin, Y.; Hillmyer, M. A. Macromolecules 2009, submitted.
45. Peumans, P.; Forrest, S. R. Appl. Phys. Lett. 2001, 79, 126.
46. Peumans, P.; Bulovic, V.; Forrest, S. R. Appl. Phys. Lett. 2000, 76, 2650.
47. Lloyd, M. T.; Mayer, A. C.; Tayi, A. S.; Bowen, A. M.; Kasen, T. G.; Herman, D. J.; Mourey, D. A.; Anthony, J. E.; Malliaras, G. G. Org. Electron. 2006, 7, 243.
48. Song, Q. L.; Li, F. Y.; Yang, H.; Wu, H. R.; Wang, X. Z.; Zhou, W.; Zhao, J. M.; Ding, X. M.; Huang, C. H.; Hou, X. Y. Chem. Phys. Lett. 2005, 416, 42.
49. Connelly, N. G.; Geiger, W. E. Chem. Rev. 1996, 96, 877.
50. Greenham, N. C.; Friend, R. H. Semiconductor Device Physics of Conjugated Polymers. In Solid State Physics: Advances in Research and Applications; Ehrenreich, H., Spaepen, F., Eds; Academic Press: New York, 1995; Vol. 49, pp 1-149.
51. Bredas, J. L.; Silbey, R.; Boudreaux, D. S.; Chance, R. R. J. Am. Chem. Soc. 1983, 105, 6555.
52. Agrawal, A. K.; Jenekhe, S. A. Chem. Mater. 1996, 8, 579.
53. Chu, C.; Shrotriya, V.; Li, G.; Yang, Y. Appl. Phys. Lett. 2006, 88, 153504.
54. Akaike, K.; Kanai, K.; Yoshida, H.; Tsutsumi, J.; Nishi, T.; Sato, N.; Ouchi, Y.; Seki, K. J. Appl. Phys. 2008, 104, 023710.
55. Kippelen, B.; Yoo, S.; Haddock, J. A.; Domercq, B.; Barlow, S.; Minch, B.; Xia, W.; Marder, S. R.; Armstrong, N. R. Liquid-crystal approaches to organic photovoltaics. In Organic Photovoltaics: Mechanisms, Materials, and Devices; Sun, S., Sariciftci, N. S., Eds.; CRC Press: Boca Raton, FL, 2005; pp 271-297.
56. pA.
57. Mihailetchi, V. D.; Xie, H.; de Boer, B.; Popescu, L. M.; Hummelen, J. C.; Blom, P. W. M. Appl. Phys. Lett. 2006, 89, 012107.
58. Waldauf, C.; Scharber, M. C.; Schilinsky, P.; Hauch, J. A.; Brabec, C. J. J. Appl. Phys. 2006, 99, 104503.
59. Rand, B. P.; Burk, D. P.; Forrest, S. R. Phys. Rev. B 2007, 75, 115327.
60. 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.; Ree, M. Nat. Mater. 2006, 5, 197.
61. Woo, C. H.; Thompson, B. C.; Kim, B. J.; Toney, M. F.; Frechet, J. M. J. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 16324-16329.
62. Blend device of r-ran P3HT/PCBM (1:4 by weight) spin-coated from 1, 2-dichlorobenzene solution, ∼54 nm thick, with Ca (20 nm)/Al (80 nm) cathode.
63. Reiter, G. Phys. Rev. Lett. 1992, 68, 75.
64. Kang, S. J.; Yi, Y.; Kim, C. Y.; Cho, S. W.; Noh, M.; Jeong, K.; Whang, C. N. Synth. Met. 2006, 156, 32.
65. Harada, K.; Riede, M.; Leo, K.; Hild, O. R.; Elliott, C. M. Phys. Rev. B 2008, 77, 195212.