Bulk heterojunction photovoltaic active layers via bilayer interdiffusion

Nano Letters

Volumn 11, Issue 5, 2011, Pages 2071-2078

  Chen, Dian ^a   Liu, Feng ^a   Wang, Cheng ^b   Nakahara, Atsuhiro ^c   Russell, Thomas P ^a  

^a UNIVERSITY OF MASSACHUSETTS   (United States)

^b LAWRENCE BERKELEY NATIONAL LABORATORY   (United States)

^c KURARAY CO LTD   (Japan)

Author keywords

bilayer; bulk heterojunction; diffusion; morphology; Photovoltaic devices; spinodal decomposition

Indexed keywords

ACTIVE LAYER; AMORPHOUS REGIONS; BI-LAYER; BULK HETEROJUNCTION; BULK-HETEROJUNCTION STRUCTURE; DECOMPOSITION MECHANISM; DIFFUSION BEHAVIOR; INTER-DIFFUSION; KEY ELEMENTS; ORGANIC PHOTOVOLTAIC DEVICES; PHOTOACTIVE LAYERS; PHOTOVOLTAIC DEVICES; SPINODALS; STRUCTURE DEVELOPMENT; THERMAL-ANNEALING;

MORPHOLOGY; PHASE SEPARATION; PHOTOVOLTAIC EFFECTS; SPINODAL DECOMPOSITION;

HETEROJUNCTIONS;

EID: 79955879712     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/nl200552r     Document Type: Article

References (47)

1. Brabec, C. J.; Sariciftci, N. S.; Hummelen, J. C. Adv. Funct. Mater. 2001, 11, 15-26
2. Yu, G.; Gao, J.; Hummelen, J. C.; Wudl, F.; Heeger, A. J. Science 1995, 270, 1789-1791
3. Spanggaard, H.; Krebs, F. C. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2004, 83, 125-146
4. Halls, J. J. M.; Pichler, K.; Friend, R. H.; Moratti, S. C.; Holmes, A. B. Appl. Phys. Lett. 1996, 68, 3120-3122
5. Markov, D. E.; Amsterdam, E.; Blom, P. W. M.; Sieval, A. B.; Hummelen, J. C. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 5266-5274
6. Markov, D. E.; Tanase, C.; Blom, P. W. M.; Wildeman, J. Phys. Rev. B: Condens. Matter 2005, 72, 6
7. Ma, W. L.; Yang, C. Y.; Gong, X.; Lee, K.; Heeger, A. J. Adv. Funct. Mater. 2005, 15, 1617-1622
8. Hoppe, H.; Sariciftci, N. S. J. Mater. Chem. 2006, 16, 45-61
9. Yang, X. N.; Loos, J.; Veenstra, S. C.; Verhees, W. J. H.; Wienk, M. M.; Kroon, J. M.; Michels, M. A. J.; Janssen, R. A. J. Nano Lett. 2005, 5, 579-583
10. Zhao, Y.; Xie, Z. Y.; Qu, Y.; Geng, Y. H.; Wang, L. X. Appl. Phys. Lett. 2007, 90, 043504
11. Jo, J.; Na, S. I.; Kim, S. S.; Lee, T. W.; Chung, Y.; Kang, S. J.; Vak, D.; Kim, D. Y. Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 2398-2406
12. van Bavel, S. S.; Sourty, E.; de With, G.; Loos, J. Nano Lett. 2009, 9, 507-513
13. Pivrikas, A.; Stadler, P.; Neugebauer, H.; Sariciftci, N. S. Org. Electron 2008, 9, 775-782
14. Peet, J.; Kim, J. Y.; Coates, N. E.; Ma, W. L.; Moses, D.; Heeger, A. J.; Bazan, G. C. Nat. Mater. 2007, 6, 497-500
15. Chen, H. Y.; Yang, H. C.; Yang, G. W.; Sista, S.; Zadoyan, R. B.; Li, G.; Yang, Y. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 7946-7953
16. Moule, A. J.; Meerholz, K. Adv. Mater. 2008, 20, 240-245
17. Lee, J. K.; Ma, W. L.; Brabec, C. J.; Yuen, J.; Moon, J. S.; Kim, J. Y.; Lee, K.; Bazan, G. C.; Heeger, A. J. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 3619-3623
18. Yao, Y.; Hou, J. H.; Xu, Z.; Li, G.; Yang, Y. Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 1783-1789
19. Wang, W. L.; Wu, H. B.; Yang, C. Y.; Luo, C.; Zhang, Y.; Chen, J. W.; Cao, Y. Appl. Phys. Lett. 2007, 90, 183512
20. Park, S. H.; Roy, A.; Beaupre, S.; Cho, S.; Coates, N.; Moon, J. S.; Moses, D.; Leclerc, M.; Lee, K.; Heeger, A. J. Nat. Photonics 2009, 3, 297-303
21. Mayer, A. C.; Toney, M. F.; Scully, S. R.; Rivnay, J.; Brabec, C. J.; Scharber, M.; Koppe, M.; Heeney, M.; McCulloch, I.; McGehee, M. D. Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 1173-1179
22. van Bavel, S. S.; Barenklau, M.; de With, G.; Hoppe, H.; Loos, J. Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 1458-1463
23. Li, G.; Shrotriya, V.; Huang, J. S.; Yao, Y.; Moriarty, T.; Emery, K.; Yang, Y. Nat. Mater. 2005, 4, 864-868
24. Mihailetchi, V. D.; Xie, H. X.; de Boer, B.; Popescu, L. M.; Hummelen, J. C.; Blom, P. W. M.; Koster, L. J. A. Appl. Phys. Lett. 2006, 89, 012107
25. Chen, H. Y.; Hou, J. H.; Zhang, S. Q.; Liang, Y. Y.; Yang, G. W.; Yang, Y.; Yu, L. P.; Wu, Y.; Li, G. Nat. Photonics 2009, 3, 649-653
26. Liang, Y. Y.; Xu, Z.; Xia, J. B.; Tsai, S. T.; Wu, Y.; Li, G.; Ray, C.; Yu, L. P. Adv. Mater. 2010, 22, E135-E138
27. Campoy-Quiles, M.; Ferenczi, T.; Agostinelli, T.; Etchegoin, P. G.; Kim, Y.; Anthopoulos, T. D.; Stavrinou, P. N.; Bradley, D. D. C.; Nelson, J. Nat. Mater. 2008, 7, 158-164
28. Chen, D.; Nakahara, A.; Wei, D.; Nordlund, D.; Russell, T. P. Nano Lett. 2011, 11, 561-567
29. Ma, W. L.; Gopinathan, A.; Heeger, A. J. Adv. Mater. 2007, 19, 3656-3659
30. Thompson, B. C.; Frechet, J. M. J. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 58-77
31. 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
32. Treat, N. D.; Brady, M. A.; Smith, G.; Toney, M. F.; Kramer, E. J.; Hawker, C. J.; Chabinyc, M. L. Adv. Energy Mater. 2010, 1, 82-89
33. Collins, B. A.; Gann, E.; Guignard, L.; He, X.; McNeill, C. R.; Ade, H. J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 3160-3166
34. Lee, K. H.; Schwenn, P. E.; Smith, A. R. G.; Cavaye, H.; Shaw, P. E.; James, M.; Krueger, K. B.; Gentle, I. R.; Meredith, P.; Burn, P. L. Adv. Mater. 2011, 23, 766-770
35. Moon, J. S.; Takacs, C. J.; Sun, Y.; Heeger, A. J. Nano Lett. 2011, 11, 1036-1039
36. Swaraj, S.; Wang, C.; Yan, H. P.; Watts, B.; Jan, L. N.; McNeill, C. R.; Ade, H. Nano Lett. 2010, 10, 2863-2869
37. Swaraj, S.; Wang, C.; Araki, T.; Mitchell, G.; Liu, L.; Gaynor, S.; Deshmukh, B.; Yan, H.; McNeill, C. R.; Ade, H. Eur. Phys. J. Spec. Top. 2009, 167, 121-126
38. Yan, H. P.; Swaraj, S.; Wang, C.; Hwang, I.; Greenham, N. C.; Groves, C.; Ade, H.; McNeill, C. R. Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 4329-4337
39. Wang, C.; Garcia, A.; Yan, H. P.; Sohn, K. E.; Hexemer, A.; Nguyen, T. Q.; Bazan, G. C.; Kramer, E. J.; Ade, H. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 12538-12539
40. Ade, H.; Wang, C.; Garcia, A.; Yan, H.; Sohn, K. E.; Hexemer, A.; Bazan, G. C.; Nguyen, T. Q.; Kramer, E. J. J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 2009, 47, 1291-1299
41. Wang, C.; Araki, T.; Watts, B.; Harton, S.; Koga, T.; Basu, S.; Ade, H. J. Vac. Sci. Technol., A. 2007, 25, 575-586
42. Wang, C.; Araki, T.; Ade, H. Appl. Phys. Lett. 2005, 87, 214109
43. Erb, T.; Zhokhavets, U.; Gobsch, G.; Raleva, S.; Stuhn, B.; Schilinsky, P.; Waldauf, C.; Brabec, C. J. Adv. Funct. Mater. 2005, 15, 1193-1196
44. Chiu, M. Y.; Jeng, U. S.; Su, C. H.; Liang, K. S.; Wei, K. H. Adv. Mater. 2008, 20, 2573-2578
45. Parnell, A. J.; Dunbar, A. D. F.; Pearson, A. J.; Staniec, P. A.; Dennison, A. J. C.; Hamamatsu, H.; Skoda, M. W. A.; Lidzey, D. G.; Jones, R. A. L. Adv. Mater. 2010, 22, 2444-2447
46. Kiel, J. W.; Kirby, B. J.; Majkrzak, C. F.; Maranville, B. B.; Mackay, M. E. Soft Matter 2010, 6, 641-646
47. White, M. S.; Olson, D. C.; Shaheen, S. E.; Kopidakis, N.; Ginley, D. S. Appl. Phys. Lett. 2006, 89, 143517