Enhanced performance of bulk heterojunction solar cells using novel alternating phenylenevinylene copolymers of low band gap with cyanovinylene 4-nitrophenyls

Macromolecules

Volumn 43, Issue 13, 2010, Pages 5544-5553

  Mikroyannidis, J A ^a   Kabanakis, A N ^a   Balraju, P ^b,d   Sharma, G D ^b,c  

^a UNIVERSITY OF PATRAS   (Greece)

^b JAI NARAIN VYAS UNIVERSITY   (India)

^c Jaipur Engineering College   (India)

^d JAWAHARLAL NEHRU CENTRE FOR ADVANCED SCIENTIFIC RESEARCH   (India)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ABSORPTION CURVES; AS-CAST; BULK HETEROJUNCTION; BULK HETEROJUNCTION SOLAR CELLS; ENHANCED PERFORMANCE; HIGHEST OCCUPIED MOLECULAR ORBITAL; LONG-WAVELENGTH ABSORPTION; LOW BAND GAP; LOWEST UNOCCUPIED MOLECULAR ORBITAL; OPTICAL BANDS; OVERALL POWER CONVERSION EFFICIENCY; PHENYLENEVINYLENE; PHOTOINDUCED CHARGE TRANSFER; PHOTOVOLTAIC RESPONSE; WELL-ALIGNED;

ABSORPTION; AMORPHOUS FILMS; CHARGE TRANSFER; CONVERSION EFFICIENCY; COPOLYMERIZATION; COPOLYMERS; ENERGY GAP; ION EXCHANGE; MOLECULAR MODELING; MOLECULAR ORBITALS; OPEN CIRCUIT VOLTAGE; SOLAR CELLS; SOLAR POWER GENERATION;

HETEROJUNCTIONS;

EID: 77955793311     PISSN: 00249297     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ma100943t     Document Type: Article

References (84)

1. Dhanabalan, A.; van Duren, J. K. J.; van Hal, P. A.; van Dongen, J. L. J.; Janssen, R. A. J. Adv. Funct. Mater. 2001, 11, 255.
2. Peumans, P.; Uchida, S.; Forrest, S. R. Nature 2003, 425, 158.
3. Schilinsky, P.; Asawapirom, U.; Scherf, U.; Biele, M.; Brabec, C. J. Chem. Mater. 2005, 17, 2175.
4. 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.
5. Sariciftci, N. S.; Smilowitz, L.; Heeger, A. J.; Wudl, F. Science 1992, 258, 1474.
6. Halls, J. J. M.; Walsh, C. A.; Greenham, N. C.; Marseglia, E. A.; Friend, R. H.; Moratti, S. C.; Holmes, A. B. Nature 1995, 376, 498.
7. Yu, G.; Gao, J.; Hummelen, J. C.; Wudl, F.; Heeger, A. J. Science 1995, 270, 1789.
8. (a) Kim, J. Y.; Lee, K.; Coates, N. E.; Moses, D.; Nguyen, T. Q.; Danteand, M.; Heeger, A. J. Science 2007, 317, 222.
9. (b) Cai, W.; Gong, X.; Cao, Y. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2010, 94, 114.
10. (c) Venkataraman, D.; Yurt, S.; Venkataraman, B. H.; Gavvalapalli, N. J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 945.
11. Chen, H. Y.; Hou, J. H.; Zhang, S. Q.; Liang, Y. Y.; Yang, G. W.; Yang, Y.; Yu, L. P.; Wu, Y.; Li, G. Nature Photonics 2009, 3, 649.
12. Park, S. H.; Roy, A.; Beaupre, S.; Cho, S.; Coates, N.; Moon, J. S.; Moses, D.; Leclerc, M.; Lee, K.; Heeger, A. J. Nature Photonics 2009, 3, 297.
13. Liang, Y. Y.; Feng, D. Q.; Wu, Y.; Tsai, S. T.; Li, G.; Ray, C.; Yu, L. P. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 7792.
14. Hou, J. H.; Chen, H. Y.; Zhang, S. Q.; Chen, R. I.; Yang, Y.; Wu, Y.; Li, G. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 15586.
15. Scharber, M. C.; Wuhlbacher, D.; Koppe, M.; Denk, P.; Waldauf, C.; Heeger, A. J.; Brabec, C. L. Adv. Mater. 2006, 18, 789.
16. van Mullekom, H. A. M.; Vekemans, J. A. J. M.; Havinga, E. E.; Meijer, E. W. Mater. Sci. Eng., R 2001, 32, 1.
17. Zhang, F.; Jespersen, K. G.; Björström, C.; Svensson, M.; Andersson, M. R.; Sundström, V.; Magnusson, K.; Moons, E.; Yartsev, A.; Inganäs, O. Adv. Funct. Mater. 2006, 16, 667.
18. Andersson, L. M.; Zhang, F.; Inganäs, O. Appl. Phys. Lett. 2007, 91, 071108.
19. Slooff, L. H.; Veenstra, S. C.; Kroon, J. M.; Moet, D. J. D.; Sweelssen, J.; Koetse, M. M. Appl. Phys. Lett. 2007, 90, 143506.
20. Gadisa, A.; Mammo, W.; Andersson, L. M.; Admassie, S.; Zhang, F.; Andersson, M. R.; Inganäs, O. Adv. Funct. Mater. 2007, 17, 3836.
21. Mühlbacher, D.; Scharber, M.; Morana, M.; Zhu, Z.; Waller, D.; Gaudiana, R.; Brabec, C. Adv. Mater. 2006, 18, 2884.
22. Zhu, Z.; Waller, D.; Gaudiana, R.; Morana, M.; Mühlbacher, D.; Scharber, M.; Brabec, C. Macromolecules 2007, 40, 1981.
23. Peet, J.; Kim, J. Y.; Coates, N. E.; Ma, W. L.; Moses, D.; Heeger, A. J.; Bazan, G. C. Nature Mater. 2007, 6, 497.
24. Blouin, N.; Michaud, A.; Leclerc, M. Adv. Mater. 2007, 19, 2295.
25. 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.
26. Park, S. H.; Roy, A.; Beaupre, S.; Cho, S.; Coates, N.; Moon, J. S.; Moses, D.; Leclerc, M.; Lee, K.; Heeger, A. J. Nature Photonics 2009, 3, 297.
27. Wong, W.-Y.; Wang, X.-Z.; He, Z.; Djurisic, A. B.; Yip, C.-T.; Cheung, K.-Y.; Wang, H.; Mak, C. S. K.; Chan, W.-K. Nature Mater. 2007, 6, 521.
28. Liu, L.; Ho, C.-L.; Wong, W.-Y.; Cheung, K.-Y.; Fung, M.-K.; Lam, W.-T.; Djurisici, A. B.; Chan, W.-K. Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 2824.
29. Wu, P.-T.; Bull, T.; Kim, F. S.; Luscombe, C. K.; Jenekhe, S. A. Macromolecules 2009, 42, 671.
30. Wienk, M. M.; Turbiez, M.; Gilot, J.; Janssen, R. A. J. Adv. Mater. 2008, 20, 2556.
31. Chen, C.-P.; Chan, S.-H.; Chao, T.-C.; Ting, C.; Ko, B.-T. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 12828.
32. Wang, E.; Wang, L.; Lan, L.; Luo, C.; Zhuang, W.; Peng, J.; Cao, Y. Appl. Phys. Lett. 2008, 92, 033307.
33. Hou, J.; Chen, H.-Y.; Zhang, S.; Li, G.; Yang, Y. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 16144.
34. Liang, Y.; Wu, Y.; Feng, D.; Tsai, S.-T.; Son, H.-J.; Li, G.; Yu, L. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 56.
35. Mei, J.; Ogawa, K.; Kim, Y.-G.; Heston, N. C.; Arenas, D. J.; Nasrollahi, Z.; McCarley, T. D.; Tanner, D. B.; Reynolds, J. R.; Schanze, K. S. ACS Appl. Mater. Interfaces 2009, 1, 150.
36. Liang, Y.; Feng, D.; Wu, Y.; Tsai, S.-T.; Li, G.; Ray, C.; Yu, L. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 7792.
37. Huo, L.; Hou, J.; Chen, H.-Y.; Zhang, S.; Jiang, Y.; Chen, T. L.; Yang, Y. Macromolecules 2009, 42, 6564.
38. (a) Coakley, K. M.; McGehee, M. D. Chem. Mater. 2004, 16, 4533.
39. (b) Gónes, S.; Neugebauer, H.; Sariciftci, N. S. Chem. Rev. 2007, 107, 1324.
40. (a) Hou, J.; Tan, Z.; Yan, Y.; He, Y.; Yang, C.; Li, Y. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 4911.
41. (b) Tu, G.; Bilge, A.; Adamczyk, S.; Forster, M.; Heiderhoff, R.; Balk, L. J.; Muehlbacher, D.; Morana, M.; Koppe, M.; Scharber, M. C.; et al. Macromol. Rapid Commun. 2007, 28, 1781.
42. (c) Li, Y.; Zou, Y. Adv. Mater. 2008, 20, 2952.
43. Brabec, C. J.; Shaheen, S. E.; Winder, C.; Sariciftci, N. S. Appl. Phys. Lett. 2002, 80, 1288.
44. Kim, K.; Liu, J.; Namboothiry, M. A. G.; Carroll, D. L. Appl. Phys. Lett. 2007, 90, 163511.
45. Liang, Y.; Xu, Z.; Xia, J.; Tsai, S. T.; Wu, Y.; Li, G.; Rav, C.; Yu, L Adv. Mater. 2010, DOI: 10.1002/adma.200903528.
46. (a) Mikroyannidis, J. A.; Stylianakis, M. M.; Balraju, P.; Suresh, P.; Sharma, G. D. ACS Appl. Mater. Interfaces 2009, 1, 1711-1718.
47. (b) Mikroyannidis, J. A.; Stylianakis, M. M.; Suresh, P.; Balraju, P.; Sharma, G. D. Org. Electron. 2009, 10, 1320-1333.
48. (c) Mikroyannidis, J. A.; Sharma, S. S.; Vijay, Y. K.; Sharma, G. D. ACS Appl. Mater. Interfaces 2010, 2, 270-278.
49. (d) Mikroyannidis, J. A.; Kabanakis, A. N.; Kumar, A.; Sharma, S. S.; Vijay, Y K.; Sharma, G D. Langmuir, submitted for publication.
50. (a) Mikroyannidis, J. A.; Kabanakis, A.; Balraju, P.; Sharma, G. D. J. Phys. Chem. C submitted for publication.
51. (b) Mikroyannidis, J. A.; Tsagkoumos, D. V.; Balraju, P.; Sharma, G. D. Org. Electron.., DOI:10.1016/j.orgel.2010.05.002.
52. Pan, Q.; Fang, C.; Zhang, Z.; Qin, Z.; Li, F.; Gu, Q.; Wu, X.; Yu, J. Opt. Mater. 2003, 22, 45-49.
53. Hisahiro, H.; Kazumasa, W.; Akira, K. JP 61259256 Nov. 17, 1986; JP 04028301 May 14, 1992.
54. Qiuyu, Z.; Li, Z.; Hepeng, Z.; Junping, Z.; Feige, G. CN 101445589 Jun. 3, 2009.
55. Lungenschmied, C.; Dennler, G.; Neugebauer, H.; Sariciftci, S. N..; Glatthaar, M.; Meyer, T.; Meyer, A. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2007, 91, 379.
56. Krebs, F. C.; Norrman, K. Prog. Photovoltaics: Res. Appl. 2007, 15, 697.
57. Krebs, F. C.; Spanggaard, H. Chem. Mater. 2005, 17, 5235.
58. Krebs, F. C.; Carle, J. E.; Cruys-Bagger, N.; Andersen, M.; Lilliedal, M. R.; Hammond, M. A.; Hvidt, S. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2005, 86, 499.
59. Norrman, K.; Krebs, F. C. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2006, 90, 213.
60. Krebs, F. C. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2006, 90, 3633.
61. Rivaton, A.; Gardette, J.-L.; Angew, D. Makromol. Chem. 1998, 173, 261-262.
62. Giancaterina, S.; Rossi, A.; Rivaton, A.; Gardette, J. L. Polym. Degrad. Stab. 2000, 68, 133.
63. Rivaton, A.; Gardette, J. L. Polym. Degrad. Stab. 1999, 66, 385.
64. Grossetete, T.; Rivaton, A.; Gardette, J. L.; Hoyle, C. E.; Ziemer, M.; Fagerburg, D. R.; Clauberg, H. Polymer 2000, 41, 3541.
65. Chambon, S.; Rivaton, A.; Gardette, J.-L.; Firon, M. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2008, 92, 785-792.
66. Robertson, G. R. Org. Synth. Collect. 1941, 1, 396;
67. 1922, 2, 57.
68. McKean, D. R.; Parrinello, G.; Renaldo, A. F.; Stille, J. K. J. Org. Chem. 1987, 52, 422.
69. Peng, Q.; Li, M.; Tang, X.; Lu, S.; Peng, J.; Cao, Y. J. Polym. Sci. Part A: Polym. Chem. 2007, 45, 1632.
70. Zhang, Z.-G.; Zhang, K.-L.; Liu, G.; Zhu, C.-X.; Neoh, K.-G.; Kang, E.-T. Macromolecules 2009, 42, 3104.
71. Xie, Z.; Yang, B.; Liu, L.; Li, M.; Lin, D.; Ma, Y.; Cheng, G.; Liu, S. J. Phys. Org. Chem. 2005, 18, 962.
72. Hou, J.; Tan, Z.; Yan, Y.; He, Y.; Yang, C.; Li, Y. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 4911.
73. Zhu, Y.; Chempion, R. D.; Jeneke, S. A. Macromolecules 2006, 39, 8712.
74. Zoombelt, A. P.; Fonrodona, M.; Turbiez, M. G. R.; Wienk, M. M.; Janssen, R. A. J. J. Mater. Chem. 2009, 19, 5336.
75. (a) Chirvase, D.; Chiguvare, Z.; Knipper, M.; Parisi, J.; Dyakonov, V.; Hummelen, J. C. J. Appl. Phys. 2003, 93, 3376.
76. (b) Malliaras, G. G.; Salem, J. R.; Brock, P. J.; Scott, C. Phys. Rev. B 1998, 58, R13411.
77. (a) White, M. S.; Olson, D. C.; shaheen, S. E.; Kopidakis, N.; Ginley, D. S. Appl. Phys. Lett. 2006, 89, 143517.
78. (b) Irwin, M. D.; Buchholz, D. B.; Hains, A. W.; Chang, R. P. H.; Marks, T. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2008, 105, 2783.
79. (a) Lloyd, M. T.; Anthony, J. E.; Malliaras, G. G. Mater. Today 2007, 10, 34.
80. (b) Schilinsky, R.; Waldauf, C.; Brabec, C. J. Appl. Phys. Lett. 2002, 81, 3885.
81. (c) Hoppe, H.; Sariciftci, N. S. J. Mater. Res. 2004, 19, 1924.
82. Chikamatsu, M.; Nagamatsu, S.; Yoshida, Y.; Satio, K.; Yase, K. Appl. Phys. Lett. 2005, 87, 203504/1.
83. (a) Thompson, B. C.; Frechet, J. M. J. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 47, 58.
84. (b) Jo, J.; Kim, S.-S.; Na, S.-I.; Yu, B.-K.; Kim, D.-Y. Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 866.