Coarse-grained computer simulations of polymer/fullerene bulk heterojunctions for organic photovoltaic applications

Journal of Chemical Theory and Computation

Volumn 6, Issue 2, 2010, Pages 526-537

  Huang, David M ^a   Faller, Roland ^a   Do, Khanh ^a   Moule, Adam J ^a  

^a University of California   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 77950143905     PISSN: 15499618     EISSN: 15499626     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ct900496t     Document Type: Article

References (71)

1. U.S. Department of Energy, Basic Research Needs for Solar Energy Utilization, 2005.
2. U.S. Department of Energy, New Science for a Secure and Sustainable Energy Future, 2008.
3. Lewis, N. S. MRS Bull. 2007, 32, 808-820.
4. Lewis, N. S. Science 2007, 315, 798-801.
5. Brabec, C. J.; Hauch, J. A.; Schilinsky, P.; Waldauf, C. MRS Bull. 2005, 30, 50-52.
6. Markov, D. E.; Amsterdam, E.; Blom, P. W. M.; Sieval, A. B.; Hummelen, J. C. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 5266-5274.
7. Mayer, A. C.; Scully, S. R.; Hardin, B. E.; Rowell, M. W.; McGehee, M. D. Mater. Today 2007, 10, 28-33.
8. Coropceanu, V.; Cornil, J.; da Silva, D. A.; Olivier, Y.; Silbey, R.; Brédas, J. L. Chem. Rev. 2007, 107, 926-952.
9. Schilinsky, P.; Asawapirom, U.; Scherf, U.; Biele, M.; Brabec, C. J. Chem. Mater. 2005, 17, 2175-2180.
10. Padinger, F.; Rittberger, R. S.; Sariciftci, N. S. Adv. Funct. Mater. 2003, 13, 85-88.
11. Li, G.; Shrotriya, V.; Huang, J.; Yao, Y.; Moriarty, T.; Emery, K.; Yang, Y. Nat. Mater. 2005, 4, 864-868.
12. Ma, W.; Yang, C.; Gong, X.; Lee, K.; Heeger, A. J. Adv. Funct. Mater. 2005, 15, 1617-1622.
13. Saunders, B. R.; Turner, M. L. Adv. Colloid Interface Sci. 2008, 138, 1-23.
14. Chabinyc, M. L. Polymer Rev. 2008, 48, 463-492.
15. Chen, T. A.; Wu, X. M.; Rieke, R. D. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 233-244.
16. Prosa, T. J.; Winokur, M. J.; Moulton, J.; Smith, P.; Heeger, A. J. Macromolecules 1992, 25, 4364-4372.
17. Yang, C.; Orfino, F. P.; Holdcroft, S. Macromolecules 1996, 29, 6510-6517.
18. 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, 685-688.
19. Aasmundtveit, K. E.; Samuelsen, E. J.; Guldstein, M.; Steinsland, C.; Flornes, O.; Fagermo, C.; Seeberg, T. M.; Pettersson, L. A. A.; Inganäs, O.; Feidenhans'l, R.; Ferrer, S. Macromolecules 2000, 33, 3120-3127.
20. Hugger, S.; Thomann, R.; Heinzel, T.; Thurn-Albrecht, T. Colloid Polym. Sci. 2004, 282, 932-938.
21. Kline, R. J.; McGehee, M. D.; Kadnikova, E. N.; Liu, J. S.; Fréchet, J. M. J.; Toney, M. F. Macromolecules 2005, 38, 3312-3319.
22. Erb, T.; Zhokhavets, U.; Gobsch, G.; Raleva, S.; Stuhn, B.; Schilinsky, P.; Waldauf, C.; Brabec, C. J. Adv. Funct. Mater. 2005, 15, 1193-1196.
23. 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, 197-203.
24. Chang, J. F.; Clark, J.; Zhao, N.; Sirringhaus, H.; Breiby, D. W.; Andreasen, J. W.; Nielsen, M. M.; Giles, M.; Heeney, M.; McCulloch, I. Phys. Rev. B 2006, 74, 115318.
25. Zen, A.; Saphiannikova, M.; Neher, D.; Grenzer, J.; Grigorian, S.; Pietsch, U.; Asawapirom, U.; Janietz, S.; Scherf, U.; Lieberwirth, I.; Wegner, G. Macromolecules 2006, 39, 2162-2171.
26. Kline, R. J.; DeLongchamp, D. M.; Fischer, D. A.; Lin, E. K.; Richter, L. J.; Chabinyc, M. L.; Toney, M. F.; Heeney, M.; McCulloch, I. Macromolecules 2007, 40, 7960-7965.
27. Zhang, R.; Li, B.; Iovu, M. C.; Jeffries-EL, M.; Sauve, G.; Cooper, J.; Jia, S. J.; Tristram-Nagle, S.; Smilgies, D. M.; Lambeth, D. N.; McCullough, R. D.; Kowalewski, T. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 3480-3481.
28. Andersson, B. V.; Herland, A.; Masich, S.; Inganäs, O. Nano Lett. 2009, 9, 853-855.
29. van Bavel, S. S.; Sourty, E.; de With, G.; Loos, J. Nano Lett. 2009, 9, 507-513.
30. Gurau, M. C.; Delongchamp, D. M.; Vogel, B. M.; Lin, E. K.; Fischer, D. A.; Sambasivan, S.; Richter, L. J. Langmuir 2007, 23, 834-842.
31. Müller, C.; Ferenczi, T. A. M.; Campoy-Quiles, M.; Frost, J. M.; Bradley, D. D. C.; Smith, P.; Stingelin-Stutzmann, N.; Nelson, J. Adv. Mater. 2008, 20, 3510-3515.
32. Kim, J. Y.; Frisbie, C. D. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 17726-17736.
33. Cheung, D. L.; Troisi, A. Phys. Chem. Chem. Phys. 2008, 10, 5941-5952.
34. Corish, J.; Feeley, D. E.; Morton-Blake, D. A.; Béniere, F.; Marchetti, M. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 10075-10085.
35. Curco, D.; Aleman, C. J. Comput. Chem. 2007, 28, 1743-1749.
36. Kirkpatrick, J.; Marcon, V.; Nelson, J.; Kremer, K.; Andrienko, D. Phys. Rev. Lett. 2007, 98, 227402.
37. Troisi, A.; Cheung, D. L.; Andrienko, D. Phys. Rev. Lett. 2009, 102, 116602.
38. Coropceanu, V.; Sanchez-Carrera, R. S.; Paramonov, P.; Day, G. M.; Brédas, J. L. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 4679-4686.
39. Tschöp, W.; Kremer, K.; Batoulis, J.; Bürger, T.; Hahn, O. Acta Polym. 1998, 49, 61-74.
40. Baschnagel, J.; Binder, K.; Doruker, P.; Gusev, A. A.; Hahn, O.; Kremer, K.; Mattice, W. L.; Müller-Plathe, F.; Murat, M.; Paul, W.; Santos, S.; Suter, U. W.; Tries, V. Adv. Polym. Sci. 2000, 152, 41-156.
41. Reith, D.; Pütz, M.; Müller-Plathe, F. J. Comput. Chem. 2003, 24, 1624-1636.
42. Faller, R.; Reith, D. Macromolecules 2003, 36, 5406-5414.
43. Coarse-Graining of Condensed Phase and Biomolecular Systems; Voth, G. A., Ed.; CRC Press: Boca Raton, FL, 2008.
44. Marcon, V.; Raos, G. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 1408-1409.
45. Marcon, V.; Raos, G. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 18053-18064.
46. Jorgensen, W. L.; Maxwell, D. S.; Tirado-Rives, J. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 11225-11236.
47. Plimpton, S. J. J. Comput. Phys. 1995, 117, 1-19; LAMMPS Molecular Dynamics Simulator: http://lammps.sandia.gov.
48. Hockney, R. W.; Eastwood, J. W. Computer Simulation Using Particles; Institute of Physics Publishing, Bristol, 1988.
49. Ryckaert, J. P.; Ciccotti, G.; Berendsen, H. J. C. J. Comput. Phys. 1977, 23, 327-341.
50. Hoover, W. G. Phys. Rev. A 1985, 31, 1695-1697.
51. Hoover, W. G. Phys. Rev. A 1986, 34, 2499-2500.
52. Raos, G.; Famulari, A.; Marcon, V. Chem. Phys. Lett. 2003, 379, 364-372.
53. Darling, S. B.; Sternberg, M. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 6215-6218.
54. Barbarella, G.; Zambianchi, M.; Bongini, A.; Antolini, L. Adv. Mater. 1994, 6, 561-564.
55. Price, M. L. P.; Ostrovsky, D.; Jorgensen, W. L. J. Comput. Chem. 2001, 22, 1340-1352.
56. Sigma-Aldrich Catalog: http://www.sigmaaldrich.com.
57. Mardalen, J.; Samuelsen, E. J.; Gautun, O. R.; Carlsen, P. H. Solid State Commun. 1991, 77, 337-339.
58. Girifalco, L. A. J. Phys. Chem. 1992, 96, 858-861.
59. Hedberg, K.; Hedberg, L.; Bethune, D. S.; Brown, C. A.; Dorn, H. C.; Johnson, R. D.; De Vries, M. Science 1991, 254, 410-412.
60. Reith, D.; Müller, B.; Müller-Plathe, F.; Wiegand, S. J. Chem. Phys. 2002, 116, 9100-9106.
61. Ghosh, J.; Sun, Q.; Faller, R. Point Dependence and Transferability of Potentials in Systematic Structural Coarse-Graining. In Coarse-Graining of Condensed Phase and Biomolecular Systems; Voth, G. A., Ed.; CRC Press: Boca Raton, FL, 2008; pp 69-82.
62. Hernandez, V.; Casado, J.; Ramirez, F. J.; Zotti, G.; Hotta, S.; Navarrete, J. T. L. Synth. Met. 1996, 76, 277-280.
63. Heffner, G. W.; Pearson, D. S. Macromolecules 1991, 24, 6295-6299.
64. Mardalen, J.; Samuelsen, E. J.; Gautun, O. R.; Carlsen, P. H. Solid State Commun. 1991, 80, 687-689.
65. Ghosh, J.; Faller, R. Mol. Simul. 2007, 33, 759-767.
66. Carbone, P.; Varzaneh, H. A. K.; Chen, X.; Müller-Plathe, F. J. Chem. Phys. 2008, 128, 064904.
67. Faller, R. Polymer 2004, 45, 3869-3876.
68. Piacente, V.; Gigli, G.; Scardala, P.; Giustini, A.; Ferro, D. J. Phys. Chem. 1995, 99, 14052-14057.
69. Ballantyne, A. M.; Chen, L.; Dane, J.; Hammant, T.; Braun, F. M.; Heeney, M.; Duffy, W.; McCulloch, I.; Bradley, D. D. C.; Nelson, J. Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 2373-2380.
70. Li, G.; Shrotriya, V.; Yao, Y.; Yang, Y. J. Appl. Phys. 2005, 98, 043704.
71. Moulé, A. J.; Bonekamp, J. B.; Meerholz, K. J. Appl. Phys. 2006, 100, 094503.