Femtosecond time-resolved fluorescence study of P3HT/PCBM blend films

Journal of Physical Chemistry C

Volumn 114, Issue 34, 2010, Pages 14590-14600

  Xie, Yu ^a   Li, Yong ^a   Xiao, Lixin ^a,b   Qiao, Qiquan ^a   Dhakal, Rabin ^a   Zhang, Zhiling ^a   Gong, Qihuang ^b   Galipeau, David ^a   Yan, Xingzhong ^a  

^a South Dakota State University   (United States)

^b PEKING UNIVERSITY   (China)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ANISOTROPY DECAY; ANNEALED FILMS; BLEND FILMS; BUTYRIC ACIDS; CELL PERFORMANCE; CHARGE TRANSFER PROCESS; CHARGE-TRANSFER RATE; COMPETITIVE PROCESS; DELOCALIZATIONS; DOMINANT PROCESS; FEMTOSECOND TIME-RESOLVED; FLUORESCENCE DYNAMICS; INITIAL PROCESS; METHYL ESTERS; MOLECULAR DIPOLE MOMENT; NANO DOMAIN; PHOTO-INDUCED; POLY-3-HEXYLTHIOPHENE; REGIO-REGULAR; STEADY-STATE MEASUREMENTS; THERMAL-ANNEALING; TIME-SCALES; ULTRA-FAST; ULTRA-FAST PROCESS; UP-CONVERSION TECHNIQUE; VIBRATIONAL COUPLINGS; VIBRATIONAL MODES; WAVELENGTH DEPENDENCE; WAVELENGTH EMISSION; WELL-ALIGNED;

ANISOTROPY; ANNEALING; CHARGE TRANSFER; ENERGY TRANSFER; ESTERS; FATTY ACIDS; FLUORESCENCE; ION EXCHANGE; MASS TRANSFER; TIME MEASUREMENT;

EXCITED STATES;

EID: 77956168582     PISSN: 19327447     EISSN: 19327455     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp912288p     Document Type: Article

References (87)

1. GÜnes, S.; Neugebauer, H.; Sariciftci, N. S. Chem. Rev. 2007, 107 (4), 1324.
2. Sun, Q.; Park, K.; Dai, L. J. Phys. Chem. C 2009, 113 (18), 7892.
3. Sariciftci, N. S.; Smilowitz, L.; Heeger, A. J.; Wudl, F. Science 1992, 258, 1474.
4. Yu, G.; Gao, J.; Hummelen, J. C.; Wudl, F.; Heeger, A. J. Science 1995, 270, 1789.
5. Qiao, Q.; Xie, Y.; McLeskey, J. T. J. Phys. Chem. C 2008, 112 (26), 9912.
6. Taranekar, P.; Qiao, Q.; Jiang, H.; Ghiviriga, I.; Schanze, K. S.; Reynolds, J. R. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129 (29), 8958.
7. Mondal, R.; Ko, S.; Norton, J. E.; Miyaki, N.; Becerril, H. A.; Verploegen, E.; Toney, M. F.; Brédas, J. -L.; McGehee, M. D.; Bao, Z. J. Mater. Chem. 2009, 19, 7195.
8. Mondal, R.; Miyaki, N.; Becerril, H. A.; Norton, J. E.; Parmer, J.; Mayer, A. C.; Tang, M. L.; Brédas, J.- L.; McGehee, M. D.; Bao, Z. Chem. Mater. 2009, 21 (15), 3618.
9. Chen, H.-Y; Hou, J.; Zhang, S.; Liang, Y.; Yang, G.; Yang, Y.; Yu, L.; Wu, Y.; Li, G. Nat. Photonics 2009, 3, 649.
10. Park, S. H; Roy, A.; Beaupré, S.; Cho, S.; Coates, N.; Moon, J. S.; Moses, D.; Leclerc, M.; Lee, K.; Heeger, A. J. Nat. Photonics 2009, 3, 297.
11. Li, G.; Shrotriya, V.; Huang, J.; Yao, Y.; Moriarty, T.; Emery, K.; Yang, Y. Nat. Mater. 2005, 4, 864.
12. Reyes-Reyes, M.; Kim, K.; Carroll, D. L. Appl. Phys. Lett. 2005, 87, 083506.
13. Ma, W.; Yang, C.; Gong, X.; Lee, K.; Heeger, A. J. AdV. Funct. Mater. 2005, 15, 1617.
14. Darling, S. B. Energy Environ. Sci. 2009, 2, 1266.
15. Hwang, I.-W.; Moses, D.; Heeger, A. J. J. Phys. Chem. C 2008, 112 (11), 4350.
16. Piris, J.; Dykstra, T. E.; Bakulin, A. A.; van Loosdrecht, P. H. M.; Knulst, W.; Trinh, M. T.; Schins, J. M.; Siebbeles, L. D. A. J. Phys. Chem. C 2009, 113 (32), 14500.
17. Shaw, P. E.; Ruseckas, A.; Samuel, I. D. W. AdV. Mater. 2008, 20, 3516.
18. Trotzsky, S.; Hoyer, T.; Tuszynski, W.; Lienau, C.; Parisi, J. J. Phys. D: Appl. Phys. 2009, 42, 055105.
19. Kraabel, B.; Lee, C. H.; McBranch, D.; Moses, D.; Sariciftci, N. S.; Heeger, A. J. Chem. Phys. Lett. 1993, 213, 389.
20. Nelson, J.; Choulis, S. A.; Durrant, J. R. Thin Solid Films. 2004, 451-452, 508.
21. Kraabel, B.; Hummelen, J. C.; Vacar, D.; Moses, D.; Sariciftci, N. S.; Heeger, A. J.; Wudl, F. J. Chem. Phys. 1996, 104, 4267.
22. Kraabel, B.; McBranch, D.; Sariciftci, N. S.; Moses, D.; Heeger, A. J. Phys. Rev. B 1994, 50, 18543.
23. Nogueira, A. F.; Montanari, I.; Nelson, J.; Durrant, J. R.; Winder, C.; Sariciftci, N. S.; Barbec, C. J. Phys. Chem. B 2003, 107 (7), 1567.
24. Montanari, I.; Nogueira, A. F.; Nelson, J.; Durrant, J. R.; Winder, C.; Loi, M. A.; Sariciftci, N. S.; Barbec, C. Appl. Phys. Lett. 2002, 81, 3001.
25. Brabec, C. J.; Zerza, G.; Cerullo, G.; De Silvestri, S.; Luzzati, S.; Hummelen, J. C.; Sariciftci, S. N. Chem. Phys. Lett. 2001, 340, 232.
26. Moses, D.; Dogariu, A.; Heeger, A. J. Chem. Phys. Lett. 2000, 316, 356.
27. De, S.; Pascher, T.; Maiti, M.; Jespersen, K. G.; Kesti, T.; Zhang, F.; Inganäs, O.; Yartsev, A.; Sundström, V. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129 (27), 8466.
28. Hwang, I. -W.; Kim, J. Y.; Cho, S.; Yuen, J.; Coates, N.; Lee, K.; Heeney, M.; McCulloch, I.; Moses, D.; Heeger, A. J. J. Phys. Chem. C 2008, 112 (21), 7853.
29. Cook, S.; Katoh, R.; Furube, A. J. Phys. Chem. C 2009, 113 (6), 2547.
30. Grzegorczyk, W. J.; Savenije, T. J.; Dykstra, T. E.; Piris, J.; Schins, J. M.; Siebbeles, L. D. A. J. Phys. Chem. C 2010, 114 (11), 5182.
31. Guo, J.; Ohkita, H.; Benten, H.; Ito, S. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131 (46), 16869.
32. Scheblykin, I. G.; Yartsev, A.; Pullerits, T.; Gulbinas, V.; Sundström, V. J. Phys. Chem. B 2007, 111 (23), 6303.
33. Archer, M. D.; Nozik, A. J. Series on Photoconversion of Solar Energy; Imperial College Press: London, 2003; Vol.3, Chapter 11.
34. Zhao, J.; Swinnen, A.; Van Assche, G.; Manca, J.; Vanderzande, D.; Van Mele, B. J. Phys. Chem. B 2009, 113 (6), 1587.
35. van Bavel, S.; Sourty, E.; de With, G.; Frolic, K.; Loos, J. Macromolecules 2009, 42 (19), 7396.
36. Kim, J. Y.; Frisbie, C. D. J. Phys. Chem. C 2008, 112 (45), 17726.
37. Moulé, A. J.; Meerholz, K. AdV. Mater. 2008, 20 (2), 240.
38. Kumar, A.; Li, G.; Hong, Z.; Yang, Y. Nanotechnology 2009, 20, 165202.
39. Li, G.; Yao, Y.; Yang, H.; Shrotriya, V.; Yang, G.; Yang, Y. AdV. Funct. Mater. 2007, 17 (10), 1636.
40. Park, J. H.; Kim, J. S.; Lee, J. H.; Lee, W. H.; Cho, K. J. Phys. Chem. C 2009, 113 (40), 17579.
41. Ayzner, A. L.; Wanger, D. D.; Tassone, C. J.; Tolbert, S. H.; Schwartz, B. J. J. Phys. Chem. C 2008, 112 (48), 18711.
42. Li, G.; Shrotriya, V.; Yao, Y.; Yang, Y. J. Appl. Phys. 2005, 98 (4), 043704.
43. Xie, Y.; Dutta, P.; Cengher, D.; Bommisetty, V.; Li, J.; Galieapu, D.; Qiao, Q. Proc. SPIE 2009, 7416, 74161Q.
44. Ayzner, A. L.; Tassone, C. J.; Tolbert, S. H.; Schwartz, B. J. J. Phys. Chem. C 2009, 113 (46), 20050.
45. Varnavski, O.; Yan, X.; Mongin, O.; Blanchard-Desce, M.; Goodson, T., III. J. Phys. Chem. C 2007, 111 (1), 149.
46. Yan, X. Z.; Pawlas, J.; Goodson, T., III; Hartwig, J. F. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127 (25), 9105.
47. Yan, X.; Goodson, T., III; Imaoka, T.; Yamamoto, K. J. Phys. Chem. B 2005, 109 (19), 9321.
48. Sirringhaus, H.; Brow, P. J.; Friend, R. H.; Neilsen, M. M.; Bechgaard, K.; Langeveld-Voss, B. M. W.; Spiering, A. J. H.; Janssen, R. A. J.; Meijer, E. W.; Herweg, P.; de Leeuw, D. M. Nature 1999, 401, 685.
49. Jiang, X. M.; Ö sterbacka, R.; Korovyanko, O. J.; An, C. P.; Horovitz, B.; Janssen, R. A. J.; Vardeny, Z. V. AdV. Funct. Mater. 2002, 12 (9), 587.
50. Cook, S.; Ohkita, H.; Kim, Y.; Benson-Smith, J. J.; Bradley, D. D. C.; Durrant, J. R. Chem. Phys. Lett. 2007, 445, 276.
51. Heimel, G.; Daghofer, M.; Gierschner, J.; List, E. J. W.; Grimsdale, A. C.; Mullen, K.; Beljonne, D.; Brédas, J.-L.; Zojer, E. J. Chem. Phys. 2005, 122, 054501.
52. 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.
53. Clark, J.; Silva, C.; Friend, R. H.; Spano, F. C. Phys. Rev. Lett. 2007, 98, 206406.
54. Tretiak, S.; Saxena, A.; Martin, R. L.; Bishop, A. R. Phys. Rev. Lett. 2002, 89, 097402.
55. Westenhoff, S.; Beenken, W. J. D.; Friend, R. H.; Greenham, N. C.; Yartsev, A.; Sundström, V. Phys. Rev. Lett. 2006, 97, 166804.
56. Sheng, C.-X.; Tong, M.; Singh, S.; Vardeny, Z. V. Phys. Rev. B 2007, 75, 085206.
57. Woo, C. H.; Thompson, B. C.; Kim, B. J.; Toney, M. F.; Fréchet, J. M. J. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130 (48), 16324.
58. Nakamura, T.; Araki, Y.; Ito, O.; Takimiya, K.; Otsubo, T. J. Phys. Chem. A 2008, 112 (6), 1125.
59. Grage, M. M. -L; Zaushitsyn, Y.; Yartsev, A.; Chachisvillis, M.; Sundström, V.; Pullerits, T. Phys. Rev. B 2003, 67, 205207.
60. Shakya, P.; Desai, P.; Kreouzis, T.; Gillin, W. P.; Tuladhar, S. M.; Ballantyne, A. M.; Nelson, J. J. Phys.: Condens. Matter 2008, 20 (45), 452203.
61. Kim, Y.; Bradley, D. D. C. Curr. Appl. Phys. 2005, 5 (3), 222.
62. Shaw, P. E.; Lewis, A. J.; Ruseckas, A.; Samuel, I. D. W. Proc. SPIE 2006, 6334, 63340G.
63. Magnani, L.; Rumbles, G.; Samuel, I. D. W.; Murray, K.; Moratti, S. C.; Holmes, A. B.; Friend, R. H. Synth. Met. 1997, 84 (1-3), 899.
64. Ferguson, A. J.; Kopidakis, N.; Shaheen, S. E.; Rumbles, G. J. Phys. Chem. C 2008, 112 (26), 9865.
65. Cook, S.; Furube, A.; Katoh, R. Energy Environ. Sci. 2008, 1, 294.
66. Nobel, P. S. Physicochemical and Environmental Plant Physiology, 2nd ed.; Academic Press: San Diego, CA, 1999; Chapter 5.
67. Scholes, G. D. Annu. Rev. Phys. Chem. 2003, 54, 57.
68. Kobayashi, T.; Yoshizawa, M.; Stamm, U.; Taiji, M.; Hasegawa, M. J. Opt. Soc. Am. B 1990, 7, 1558.
69. Yang, X.; Dykstra, T. E.; Scholes, G. D. Phys. Rev. B 2005, 71, 045203.
70. Westenhoff, S.; Daniel, C.; Friend, R. H.; Silva, C.; Sundström, V.; Yartsev, A. J. Chem. Phys. 2005, 122, 094903.
71. Watanabe, K.; Asahi, T.; Fukumura, H.; Masuhara, H.; Hamano, K.; Kurata, T. J. Phys. Chem. B 1997, 101 (9), 1510.
72. Beenken, W. J. D.; Pullerits, T. J. Chem. Phys. 2004, 120, 2490.
73. Varnavski, O. P.; Ostrowski, J. C.; Sukhomlinova, L.; Twieg, R. J.; Bazan, G. C.; Goodson, T., III. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124 (8), 1736.
74. Cornil, J.; dos Santos, D. A.; Crispin, X.; Silbey, R.; Brédas, J. L. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120 (6), 1289.
75. Kraabel, B.; McBranch, D. W. Chem. Phys. Lett. 2000, 330, 403.
76. Nesbitt, D. J.; Field, R. W. J. Phys. Chem. 1996, 100 (31), 12735.
77. Giebink, N. C.; Sun, Y.; Forrest, S. R. Org. Electron. 2006, 7 (5), 375.
78. Gulbinas, V.; Chachisvilis, M.; Valkunas, L.; Sundström, V. J. Phys. Chem. 1996, 100 (6), 2213.
79. Marsh, R. A; Hodgkiss, J. M.; Albert-Seifried, S.; Friend, R. H. Nano Lett. 2010, 10 (3), 923.
80. Parson, W. W. Modern Optical Spectroscopy; Springer-Verlag: Berlin, Heidelberg, 2007; Chapters 5 and 10.
81. Clarke, T. M; Durrant, J. R. Chem. Rev. [Online early access]. DOI: 10.1021/cr900271s. Published Online: Jan 11, 2010
82. Kim, K.; Liu, J.; Namboothiry, M. A. G.; Carroll, D. L. Appl. Phys. Lett. 2007, 90 (16), 163511.
83. Savenije, T. J.; Kroeze, J. E.; Yang, X.; Loos, J. Thin Solid Films 2006, 511-512, 2.
84. 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. Nat. Mater. 2007, 6 (7), 521.
85. de Villers, B. T.; Tassone, C. J.; Tolbert, S. H.; Schwartz, B. J. J. Phys. Chem. C 2009, 113 (44), 18978.
86. Savenije, T. J.; Kroeze, J. E.; Yang, X.; Loos, J. AdV. Funct. Mater. 2005, 15 (8), 1260.
87. Kim, H.; So, W. W.; Moon, S. J. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2007, 91 (7), 581.