High fill factor and open circuit voltage in organic photovoltaic cells with diindenoperylene as donor material

Advanced Functional Materials

Volumn 20, Issue 24, 2010, Pages 4295-4303

  Wagner, Julia ^a   Gruber, Mark ^a   Hinderhofer, Alexander ^b   Wilke, Andreas ^c   Bröker, Benjamin ^c   Frisch, Johannes ^c   Amsalem, Patrick ^c   Vollmer, Antje ^d   Opitz, Andreas ^a   Koch, Norbert ^c   Schreiber, Frank ^b   Brütting, Wolfgang ^a  

^a UNIVERSITY OF AUGSBURG   (Germany)

^b UNIVERSITY OF TÜBINGEN   (Germany)

^c HUMBOLDT UNIVERSITY   (Germany)

^d HAHN MEITNER INSTITUT   (Germany)

Author keywords

diindenoperylene; organic solar cells; thin films

Indexed keywords

BICONTINUOUS; BULK HETEROJUNCTION; BULK-HETEROJUNCTION DEVICES; CELL ARCHITECTURES; COMPREHENSIVE ANALYSIS; CRYSTALLINITIES; DEVICE PERFORMANCE; DIINDENOPERYLENE; ELECTRICAL TRANSPORT; ELECTRON ACCEPTOR; ELEVATED TEMPERATURE; ENERGY LEVEL ALIGNMENT; EXCITON DISSOCIATION; FILM MORPHOLOGY; FULLERENE C; GROWTH CONDITIONS; HETEROJUNCTION CELLS; HIGH CRYSTALLINITY; HIGH FILL FACTORS; LARGE SURFACE AREA; MOLECULAR SPECIES; ORGANIC PHOTOVOLTAIC CELLS; ORGANIC SOLAR CELLS; POWER CONVERSION EFFICIENCIES; SMALL MOLECULES; STRUCTURAL STUDIES;

ALIGNMENT; CONVERSION EFFICIENCY; FILM GROWTH; FULLERENES; IONIZATION POTENTIAL; OPEN CIRCUIT VOLTAGE; PHASE SEPARATION; PHOTOELECTROCHEMICAL CELLS; PHOTOVOLTAIC CELLS; PHOTOVOLTAIC EFFECTS; SOLAR CELLS; THIN FILMS;

HETEROJUNCTIONS;

EID: 78650384185     PISSN: 1616301X     EISSN: 16163028     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adfm.201001028     Document Type: Article

References (68)

1. A. K. Ghosh, T. Feng, J. Appl. Phys. 1973, 44, 2781.
2. C. W. Tang, Appl. Phys. Lett. 1986, 48, 183.
3. J. J. M. Halls, C. A. Walsh, N. C. Greenham, E. A. Marseglia, R. H. Friend, S. C. Moratti, A. B. Holmes, Nature 1995, 376, 498.
4. G. Yu, J. Gao, J. C. Hummelen, F. Wudl, A. J. Heeger, Science 1995, 270, 1789.
5. M. A. Green, K. Emery, Y. Hishikawa, W. Warta, Prog. Photovolt: Res. Appl. 2010, 18, 346.
6. (accessed May 2010).
7. (accessed May 2010).
8. B. P. Rand, J. G. Xue, S. Uchida, S. R. Forrest, J. Appl. Phys. 2005, 98, 124902.
9. A. Opitz, M. Bronner, W. Brütting, J. Appl. Phys. 2007, 101, 063709.
10. M. M. Mandoc, W. Veurman, L. J. A. Koster, B. Boer, P. W. M. Blom, Adv. Funct. Mater. 2007, 17, 2167.
11. M. Schubert, C. Yin, M. Castellani, S. Bange, T. L. Tam, A. Sellinger, H.-H. Hörhold, T. Kietzke, D. Neher, J. Chem. Phys. 2009, 130, 094703.
12. B. P. Rand, J. Genoe, P. Heremans, J. Poortmans, Prog. Photovolt: Res. Appl. 2007, 15, 659.
13. P. Peumans, S. Uchida, S. R. Forrest, Nature 2003, 425, 158.
14. S. Yoo, B. Domercq, B. Kippelen, Appl. Phys. Lett. 2004, 85, 5427.
15. K. Schulze, C. Uhrich, R. Schüppel, K. Leo, M. Pfeiffer, P. Bäuerle, E. Brier, E. Reinold, Adv. Mater. 2006, 18, 2872.
16. A. Opitz, J. Wagner, M. Bronner, W. Brütting, A. Hinderhofer, F. Schreiber, Phys. Status Solidi A 2009, 206, 2683.
17. K. Vandewal, K. Tvingstedt, A. Gadisa, O. Inganäs, J. V. Manca, Nat. Mater. 2009, 8, 904.
18. P. A. van Hal, R. A. J. Janssen, G. Lanzani, G. Cerullo, M. Zavelani-Rossi, S. D. Silvestri, Chem. Phys. Lett. 2001, 345, 33.
19. P. Peumans, S. R. Forrest, Appl. Phys. Lett. 2001, 79, 126.
20. S. M. Schultes, P. Sullivan, S. Heutz, B. M. Sanderson, T. S. Jones, Mat. Sci. Eng. C-Biomim. 2005, 25, 858.
21. W. J. Potscavage, S. Yoo, B. Kippelen, Appl. Phys. Lett. 2008, 93, 193308.
22. M. F. Lo, T. W. Ng, T. Z. Liu, V. A. L. Roy, S. L. Lai, M. K. Fung, C. S. Lee, S. T. Lee, Appl. Phys. Lett. 2010, 96, 113303.
23. A. Wilke, T. Mizokuro, R.-P. Blum, J. P. Rabe, N. Koch, IEEE J. Sel. Top. Quant. 2010, in press.
24. A. K. Tripathi, J. Pflaum, Appl. Phys. Lett. 2006, 89, 082103.
25. D. Kurrle, J. Pflaum, Appl. Phys. Lett. 2008, 92, 133306.
26. S. B. Rim, P. Peumans, J. Appl. Phys. 2008, 103, 124515.
27. R. R. Lunt, N. C. Giebink, A. A. Belak, J. B. Benziger, S. R. Forrest, J. Appl. Phys. 2009, 105, 053711.
28. S. Banerjee, A. P. Parhi, S. S. K. Iyer, S. Kumar, Appl. Phys. Lett. 2009, 94, 223303.
29. A. C. Dürr, F. Schreiber, M. Münch, N. Karl, B. Krause, V. Kruppa, H. Dosch, Appl. Phys. Lett. 2002, 81, 2276.
30. R. R. Lunt, J. B. Benziger, S. R. Forrest, Adv. Mater. 2010, 22, 1233.
31. N. Karl, Synth. Met. 2003, 133-134, 649.
32. D. Fujishima, H. Kanno, T. Kinoshita, E. Maruyama, M. Tanaka, M. Shirakawa, K. Shibata, Sol. Energy Mater. Sol. Cell. 2009, 93, 1029.
33. R. Schueppel, K. Schmidt, C. Uhrich, K. Schulze, D. Wynands, J. L. Bredas, E. Brier, E. Reinold, H. B. Bu, P. Bäuerle, B. Männig, M. Pfeiffer, K. Leo, Phys. Rev. B 2008, 77, 085311.
34. D. Wynands, B. Männig, M. Riede, K. Leo, E. Brier, E. Reinold, P. Bäuerle, J. Appl. Phys. 2009, 106, 054509.
35. C. M. Ramsdale, J. A. Barker, A. C. Arias, J. D. MacKenzie, R. H. Friend, N. C. Greenham, J. Appl. Phys. 2002, 92, 4266.
36. M. Svensson, F. Zhang, S. C. Veenstra, W. J. H. Verhees, J. C. Hummelen, J. M. Kroon, O. Inganäs, and, M. R. Andersson, Adv. Mater. 2003, 15, 988.
37. T. Kietzke, D. A. M. Egbe, H.-H. Hörhold, D. Neher, Macromolecules 2006, 39, 4018.
38. Z. E. Ooi, T. L. Tam, R. Y. C. Shin, Z.-K. Chen, T. Kietzke, A. Sellinger, M. Baumgarten, K. Muellen, J. C. deMello, J. Mater. Chem. 2008, 18, 4619.
39. R. A. Marsh, C. Groves, N. C. Greenham, J. Appl. Phys. 2007, 101, 083509.
40. A. C. Dürr, N. Koch, M. Kelsch, A. Rühm, J. Ghijsen, R. L. Johnson, J.-J. Pireaux, J. Schwartz, F. Schreiber, H. Dosch, A. Kahn, Phys. Rev. B 2003, 68, 115428.
41. A. C. Dürr, F. Schreiber, K. A. Ritley, V. Kruppa, J. Krug, H. Dosch, B. Struth, Phys. Rev. Lett. 2003, 90, 016104.
42. N. Koch, ChemPhysChem 2007, 8, 1438.
43. N. Koch, A. Vollmer, A. Elschner, Appl. Phys. Lett. 2007, 90, 043512.
44. R. W. Lof, M. A. Vanveenendaal, B. Koopmans, H. T. Jonkman, G. A. Sawatzky, Phys. Rev. Lett. 1992, 68, 3924.
45. A. Opitz, J. Wagner, W. Brütting, I. Salzmann, N. Koch, J. Manara, J. Pflaum, A. Hinderhofer, F. Schreiber, IEEE J. Sel. Top. Quant. 2010, in press.
46. B. P. Rand, D. P. Burk, and, S. R. Forrest, Phys. Rev. B 2007, 75, 115327.
47. S. M. Sze, Physics of Semiconductor Devices, 3rd ed., Wiley, New York, 1981.
48. C. Uhrich, D. Wynands, S. Olthof, M. K. Riede, K. Leo, S. Sonntag, B. Maennig, M. Pfeiffer, J. Appl. Phys. 2008, 104, 043107.
49. J. Nelson, J. Kirkpatrick, P. Ravirajan, Phys. Rev. B 2004, 69, 035337.
50. A. Kumar, S. Sista, Y. Yang, J. Appl. Phys. 2009, 105, 094512.
51. P. Peumans, V. Bulovicć, S. R. Forrest, Appl. Phys. Lett. 2000, 76, 2650.
52. N. Li, B. E. Lassiter, R. R. Lunt, G. Wei, S. R. Forrest, Appl. Phys. Lett. 2009, 94, 023307.
53. H. Gommans, B. Verreet, B. P. Rand, R. Muller, J. Poortmans, P. Heremans, J. Genoe, Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 3686.
54. J. G. Xue, B. P. Rand, S. Uchida, S. R. Forrest, Adv. Mater. 2005, 17, 66.
55. J. G. Xue, B. P. Rand, S. Uchida, S. R. Forrest, J. Appl. Phys. 2005, 98, 124903.
56. T. Kirchartz, K. Taretto, U. Rau, J. Phys. Chem. C 2009, 113, 17958.
57. P. Sullivan, S. Heutz, S. M. Schultes, T. S. Jones, Appl. Phys. Lett. 2004, 84, 1210.
58. S. Heutz, P. Sullivan, B. M. Sanderson, S. M. Schultes, T. S. Jones, Sol. Ener. Mater. Sol. Cell. 2004, 83, 229.
59. P. Peumans, S. R. Forrest, Appl. Phys. Lett. 2001, 79, 126.
60. R. W. I. de Boer, A. F. Stassen, M. F. Craciun, C. L. Mulder, A. Molinari, S. Rogge, A. F. Morpurgo, Appl. Phys. Lett. 2005, 86, 262109.
61. C. Deibel, Phys. Status Solidi A 2009, 206, 2731.
62. U. Heinemeyer, R. Scholz, L. Gisslén, M. I. Alonso, J. O. Ossõ, M. Garriga, A. Hinderhofer, M. Kytka, S. Kowarik, A. Gerlach, F. Schreiber, Phys. Rev. B 2008, 78, 085210.
63. L. Gisslen, R. Scholz, Phys. Rev. B 2009, 80, 115309
64. J. Y. Kim, K. Lee, N. E. Coates, D. Moses, T. Q. Nguyen, M. Dante, A. J. Heeger, Science 2007, 317, 222.
65. T. Ameri, G. Dennler, C. Lungenschmied, C. J. Brabec, Energy Environ. Sci. 2009, 2, 347.
66. P. Peumans, A. Yakimov, S. R. Forrest, J. Appl. Phys. 2003, 93, 3693.
67. R. Timmreck, J. Meiss, A. Merten, R. Schueppel, M. Furno, C. Uhrich, W.-M. Gnehr, M. Pfeiffer, M. Riede, K. Leo, Proc. EU PVSEC 24, 2009, 89.
68. Product datasheet available at (accessed May 2010).