Morphology of polymer-based bulk heterojunction films for organic photovoltaics

Soft Matter

Volumn 7, Issue 12, 2011, Pages 5482-5493

  Ruderer, Matthias A ^a   Müller Buschbaum, Peter ^a  

^a TECHNICAL UNIVERSITY OF MUNICH   (Germany)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

3-DIMENSIONAL; ABSORPTION PROPERTY; ACTIVE LAYER; BULK HETEROJUNCTION; CONTROL PARAMETERS; DEVICE PERFORMANCE; ORGANIC PHOTOVOLTAICS; ORGANIC SOLAR CELL; RESEARCH AREAS; SCATTERING TECHNIQUES;

MORPHOLOGY; PHOTOVOLTAIC EFFECTS; POLYMER FILMS;

HETEROJUNCTIONS;

EID: 79959225525     PISSN: 1744683X     EISSN: 17446848     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c0sm01502d     Document Type: Review

References (117)

1. T. Wang A. D. F. Dunbar P. A. Staniec A. J. Pearson P. E. Hopkinson J. E. MacDonald S. Lilliu C. Pizzey N. J. Terrill A. M. Donald A. J. Ryan R. A. L. Jones D. G. Lidzey Soft Matter 2010 6 4128 4134
2. E. Tekin P. J. Smith U. S. Schubert Soft Matter 2008 4 703 713
3. F. C. Krebs Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2009 93 465 475
4. U. Zhokhavets T. Erb G. Gobsch M. Al-Ibrahim O. Ambacher Chem. Phys. Lett. 2006 418 347 350
5. M. Pope and C. E. Swenberg, in Electronic Processes in Organic Crystals and Polymers, Oxford University Press, Oxford, 1999
6. N. S. Sariciftci L. Smilowitz A. J. Heeger F. Wudl Science 1992 258 1474
7. N. S. Sariciftci D. Braun C. Zhang V. I. Srdanov A. J. Heeger G. Stucky F. Wudl Appl. Phys. Lett. 1993 62 585
8. I.-W. Hwang D. Moses A. J. Heeger J. Phys. Chem. C 2008 112 4350 4354
9. P. Peumans A. Yakimov S. R. Forrest J. Appl. Phys. 2003 93 3693
10. L. Lüer H.-J. Egelhaaf D. Oelkrug G. Cerullo G. Lanzani B.-H. Huisman D. de Leeuw Org. Electron. 2004 5 83
11. T. Stübinger W. Brütting J. Appl. Phys. 2001 90 3632
12. C. Deibel V. Dyakonov Rep. Prog. Phys. 2010 73 096401
13. G. Yu A. J. Heeger J. Appl. Phys. 1995 78 4510
14. 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
15. G. Yu J. Gao J. C. Hummelen F. Wudl A. J. Heeger Science 1995 270 1789
16. A. Salleo T. W. Chen A. R. Völkel Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2008 70 115311
17. C. R. McNeill N. C. Greenham Adv. Mater. 2009 21 3840 3850
18. H. Hoppe N. S. Sariciftci J. Mater. Chem. 2006 16 45 61
19. X. Yang J. Loos Macromolecules 2007 40 1353 1361
20. A. Kumar G. Li Z. Hong Y. Yang Nanotechnology 2009 20 165202
21. K. Maturová S. S. van Bavel M. M. Wienk R. A. J. Janssen M. Kemerink Adv. Funct. Mater. 2011 21 261 269
22. U. Stalmach B. de Boer C. Videlot P. F. van Hutten G. Hadziioannou J. Am. Chem. Soc. 2000 122 5464
23. M. Sommer S. Huettner M. Thelakkat J. Mater. Chem. 2010 20 10788 10797
24. Y. Tao B. McCulloch S. Kim R. A. Segalman Soft Matter 2009 5 4219 4230
25. M. Al-Hussein M. A. Ruderer E. Metwalli V. Körstgens U. Vainio S. V. Roth R. Döhrmann R. Gehrke R. Gebhardt M. Burghammer P. Müller-Buschbaum Macromolecules 2009 42 4230 4236
26. W. Wiedemann L. Sims A. Abdellah A. Exner R. Meier K. P. Musselman J. L. MacManus-Driscoll P. Müller-Buschbaum G. Scarpa P. Lugli L. Schmidt-Mende Appl. Phys. Lett. 2010 96 263109
27. X. He F. Gao G. Tu D. Hasko S. Hüttner U. Steiner N. C. Greenham R. H. Friend W. T. S. Huck Nano Lett. 2010 10 1302 1307
28. F. G. Brunetti R. Kumar F. Wudl J. Mater. Chem. 2010 20 2934 2948
29. R. Giridharagopal D. S. Ginger J. Phys. Chem. Lett. 2010 1 1160 1169
30. E. Verploegen C. E. Miller M. F. Toney Synchrotron Radiat. News 2010 23 16 21
31. S. S. van Bavel J. Loos Adv. Funct. Mater. 2010 20 3217 3234
32. A. van der Lee Solid State Sci. 2000 2 257 278
33. X.-L. Zhou S.-H. Chen Phys. Rep. 1995 257 223 348
34. J. Perlich J. Rubeck S. Botta R. Gehrke S. V. Roth M. A. Ruderer S. M. Prams M. Rawolle Q. Zhong V. Körstgens P. Müller-Buschbaum Rev. Sci. Instrum. 2010 81 105105
35. E. Verploegen R. Mondal C. J. Bettinger S. Sok M. F. Toney Z. Bao Adv. Funct. Mater. 2010 20 3519 3529
36. P. Müller-Buschbaum Anal. Bioanal. Chem. 2003 376 3
37. P. Müller-Buschbaum, in Applications of Synchrotron Light to Scattering and Diffraction in Materials and Life Sciences, ed., T. A. Ezquerra, M. Garcia-Gutierrez, A. Nogales, and, M. Gomez, Springer, Berlin, 2009, vol. 776, p. 61
38. R. Lazzari J. Appl. Crystallogr. 2002 35 406 421
39. S. V. Roth R. Döhrmann M. Dommach M. Kuhlmann I. Kröger R. Gehrke H. Walter C. Schroer B. Lengeler P. Müller-Buschbaum Rev. Sci. Instrum. 2006 77 085106
40. P. Müller-Buschbaum L. Schulz E. Metwalli J.-F. Moulin R. Cubitt Langmuir 2008 24 7639 7644
41. M. C. Scharber M. Koppe J. Gao F. Cordella M. A. Loi P. Denk M. Morana H.-J. Egelhaaf K. Forberich G. Dennler R. Gaudiana D. Waller Z. Zhu X. Shi C. J. Brabec Adv. Mater. 2010 22 367 370
42. J. C. Hummelen B. W. Knight F. LePeq F. Wudl J. Yao C. L. Wilkins J. Org. Chem. 1995 60 532
43. F. Wudl, P.-M. Allemand, G. Srdanov and D. MvBranch, in Materials for Nonlinear Optics: Chemical Perspectives, ed., S. R. Marder, J. E. Sohn, and, G. D. Stucky, American Chemical Society, Washington, DC, 1991, p. 683
44. L. H. Nguyen H. Hoppe T. Erb S. Günes G. Gobsch N. S. Sariciftci Adv. Funct. Mater. 2007 17 1071 1078
45. W. Y. Huang C. C. Lee S. G. Wang Y. K. Han M. Y. Chang J. Electrochem. Soc. 2010 157 B1336 B1342
46. A. Gadisa W. D. Oosterbaan K. Vandewal J.-C. Bolsée S. Bertho J. D'Haen L. Lutsen D. Vanderzande J. V. Manca Adv. Funct. Mater. 2009 19 3300 3306
47. B. Friedel C. R. McNeill N. C. Greenham Chem. Mater. 2010 22 3389 3398
48. W. Ma J. Y. Kim K. Lee A.J. Heeger Macromol. Rapid Commun. 2007 28 1776 1780
49. M. Tong S. Cho J. T. Rogers K. Schmidt B. B. Y. Hsu D. Moses R. C. Coffi E. J. Kramer G. C. Bazan A. J. Heeger Adv. Funct. Mater. 2010 20 3959 3965
50. M. Morana M. Wegscheider A. Bonanni N. Kopidakis S. Shaheen M. Scharber Z. Zhu D. Waller R. Gaudiana C. Brabec Adv. Funct. Mater. 2008 18 1757 1766
51. Y. Kim S. Cook S. M. Tuladhar S. A. Choulis J. Nelson J. R. Durrant D. D. C. Bradley M. Giles I. McCulloch C.-S. Ha M. Ree Nat. Mater. 2006 5 197
52. Y. Kim J. Nelson J. R. Durrant D. D. C. Bradley K. Heo J. Park H. Kim I. McCulloch M. Heeney M. Ree C.-S. Ha Soft Matter 2007 3 117 121
53. C. H. Woo B. C. Thompson B. J. Kim M. F. Toney J. M. J. Fréchet J. Am. Chem. Soc. 2008 130 16324 16329
54. P. A. Troshin E. A. Khakina M. Egginger A. E. Goryachev S. I. Troyanov A. Fuchsbauer A. S. Peregudov R. N. Lyubovskaya V. F. Razumov N. S. Sariciftci ChemSusChem 2010 3 356 366
55. P. A. Troshin H. Hoppe J. Renz M. Egginger J. Y. Mayorova A. E. Goryachev A. S. Peregudov R. N. Lyubovskaya G. Gobsch N. S. Sariciftci V. F. Razumov Adv. Funct. Mater. 2009 19 779 788
56. G. Zhao Y. He Z. Xu J. Hou M. Zhang J. Min H.-Y. Chen M. Ye Z. Hong Y. Yang Y. Li Adv. Funct. Mater. 2010 20 1480 1487
57. I. Riedel E. von Hauff J. Parisi N. Martín F. Giacalone V. Dyakonov Adv. Funct. Mater. 2005 15 1979 1987
58. M. Drees H. Hoppe C. Winder H. Neugebauer N. S. Sariciftci W. Schwinger F. Schäffler C. Topf M. C. Scharber Z. Zhud R. Gaudiana J. Mater. Chem. 2005 15 5158 5163
59. D. K. Susarova E. A. Khakina P. A. Troshin A. E. Goryachev N. S. Sariciftci V. F. Razumova D. A. M. Egbe J. Mater. Chem. 2011 21 2356 2361
60. F. B. Kooistra V. D. Mihailetchi L. M. Popescu D. Kronholm P. W. M. Blom J. C. Hummelen Chem. Mater. 2006 18 3068 3073
61. L. Zheng Q. Zhou X. Deng W. Fei N. Bin Z.-X. Guo G. Yu Y. Cao Thin Solid Films 2005 489 251 256
62. C.-H. Yang J.-Y. Chang P.-H. Yeh T.-F. Guo Carbon 2007 45 2951 2956
63. L. M. Popescu P. van Hof A. B. Sieval H. T. Jonkman J. C. Hummelen Appl. Phys. Lett. 2006 89 213507
64. C. Yang J. Y. Kim S. Cho J. K. Lee A. J. Heeger F. Wudl J. Am. Chem. Soc. 2008 130 6444 6450
65. G. Zhao Y. He Y. Li Adv. Mater. 2010 22 4355 4358
66. S. A. Backer K. Sivula D. F. Kavulak J. M. J. Fréchet Chem. Mater. 2007 19 2927 2929
67. P. A. Troshin R. Koeppe A. S. Peregudov S. M. Peregudova M. Egginger R. N. Lyubovskaya N. S. Sariciftci Chem. Mater. 2007 19 5363 5372
68. S. E. Shaheen C. J. Brabec N. S. Sariciftci F. Padinger T. Fromherz J. C. Hummelen Appl. Phys. Lett. 2001 78 841 843
69. H. Hoppe M. Niggemann C. Winder J. Kraut R. Hiesgen A. Hinsch D. Meissner N. S. Sariciftci Adv. Funct. Mater. 2004 14 1005
70. C. R. McNeill H. Frohne J. L. Holdsworth P. C. Dastoor Synth. Met. 2004 147 101
71. M. T. Rispens A. Meetsma R. Rittberger C. J. Brabec N. S. Sariciftci J. C. Hummelen Chem. Commun. 2003 2116 2118
72. A. R. Campbell J. M. Hodgkiss S. Westenhoff I. A. Howard R. A. Marsh C. R. McNeill R. H. Friend N. C. Greenham Nano Lett. 2008 8 3942 3947
73. A. J. Moulé K. Meerholz Adv. Mater. 2008 20 240 245
74. J. Peet J. Y. Kim N. E. Coates W. L. Ma D. Moses A. J. Heeger G. C. Bazan Nat. Mater. 2007 6 498 500
75. J. Liu S. Shao H. Wang K. Zhao L. Xue X. Gao Z. Xie Y. Han Org. Electron. 2010 11 775 783
76. Y. Yao J. Hou Z. Xu G. Li Y. Yang Adv. Funct. Mater. 2008 18 1783 1789
77. F. Zhang K. G. Jespersen C. Björström M. Svensson M. R. Andersson V. Sundström K. Magnusson E. Moons A. Yartsev O. Inganäs Adv. Funct. Mater. 2006 16 667 674
78. J. K. Lee W. L. Ma C. J. Brabec J. Yuen J. S. Moon J. Y. Kim K. Lee G. C. Bazan A. J. Heeger J. Am. Chem. Soc. 2008 130 3619 3623
79. Y. Liang Z. Xu J. Xia S.-T. Tsai Y. Wu G. Li C. Ray L. Yu Adv. Mater. 2010 22 E135 E138
80. S. H. Park A. Roy S. Beaupré S. Cho N. Coates J. S. Moon D. Moses M. Leclerc K. Lee A. J. Heeger Nat. Photonics 2009 3 297 303
81. G. Yu J. Gao J. C. Hummelen F. Wudl A. J. Heeger Science 1995 270 1789
82. X. Yang J. K. J. van Duren R. A. J. Janssen M. A. J. Michels J. Loos Macromolecules 2004 37 2151 2158
83. J. K. J. van Duren X. Yang J. Loos C. W. T. Bulle-Lieuwma A. B. Sieval J. C. Hummelen R. A. J. Janssen Adv. Funct. Mater. 2004 14 425 434
84. X. Yang J. Loos S. C. Veenstra W. J. H. Verhees M. M. Wienk J. M. Kroon M. A. J. Michels R. A. J. Janssen Nano Lett. 2005 5 579 583
85. F. Monestier J.-J. Simon P. Torchio L. Escoubas F. Flory S. Bailly R. de Bettignies S. Guillerez C. Defranoux Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2007 91 405 410
86. G. Li V. Shrotriya Y. Yao Y. Yang J. Appl. Phys. 2005 98 043704 043705
87. R. De Bettignies J. Leroy M. Firon C. Sentein Synth. Met. 2006 156 510 513
88. Y. Kim, S. Choulis, J. Nelson, D. Bradley, S. Cook, and J. Durrant, J. Mater. Sci., 40, 1371 1376
89. Y. Kim S. A. Choulis J. Nelson D. D. C. Bradley S. Cook J. R. Durrant Appl. Phys. Lett. 2005 86 063502 063503
90. J. S. Kim J. H. Lee J. H. Park C. Shim M. Sim K. Cho Adv. Funct. Mater. 2011 21 480 486
91. M. A. Ruderer E. Metwalli W. Wang G. Kaune S. V. Roth P. Müller-Buschbaum ChemPhysChem 2009 10 664 671
92. R. Shikler M. Chiesa R. H. Friend Macromolecules 2006 39 5393 5399
93. C. R. McNeill B. Watts L. Thomsen H. Ade N. C. Greenham P. C. Dastoor Macromolecules 2007 40 3263 3270
94. H. J. Snaith A. C. Arias A. C. Morteani C. Silva R. H. Friend Nano Lett. 2002 2 1353 1357
95. A. C. Arias, PhD thesis, University of Cambridge, 2001
96. C. R. McNeill B. Watts L. Thomsen W. J. Belcher N. C. Greenham P. C. Dastoor H. Ade Macromolecules 2009 42 3347 3352
97. U. Zhokhavets T. Erb H. Hoppe G. Gobsch N. S. Sariciftci Thin Solid Films 2006 496 679 682
98. K. Inoue R. Ulbricht P. C. Madakasira W. M. Sampson S. Lee J. Gutierrez J. Ferraris A. A. Zakhidov Synth. Met. 2005 154 41 44
99. S. C. Veenstra W. J. H. Verhees J. M. Kroon M. M. Koetse J. Sweelssen J. J. A. M. Bastiaansen H. F. M. Schoo X. Yang A. Alexeev J. Loos U. S. Schubert M. M. Wienk Chem. Mater. 2004 16 2503 2508
100. S. Hüttner M. Sommer A. Chiche G. Krausch U. Steiner M. Thelakkat Soft Matter 2009 5 4206 4211
101. C. R. McNeill S. Westenhoff C. Groves R. H. Friend N. C. Greenham J. Phys. Chem. C 2007 111 19153 19160
102. C. R. McNeill B. Watts S. Swaraj H. Ade L. Thomsen W. Belcher P. C. Dastoor Nanotechnology 2008 19 424015
103. C. R. McNeill A. Abrusci I. Hwang M. A. Ruderer P. Müller-Buschbaum N. C. Greenham Adv. Funct. Mater. 2009 19 3103 3111
104. T. J. Savenije J. E. Kroeze X. Yang J. Loos Thin Solid Films 2006 511-512 2 6
105. M. A. Ruderer S. M. Prams M. Rawolle Q. Zhong J. Perlich S. V. Roth P. Müller-Buschbaum J. Phys. Chem. B 2010 114 15451 15458
106. W. Ma C. Yang X. Gong K. Lee A. J. Heeger Adv. Funct. Mater. 2005 15 1617 1622
107. M. Campoy-Quiles T. Ferenczi T. Agostinelli P. G. Etchegoin Y. Kim T. D. Anthopoulos P. N. Stavrinou D. D. C. Bradley J. Nelson Nat. Mater. 2008 7 158 164
108. G. Li V. Shrotriya J. Huang Y. Yao T. Moriarty K. Emery Y. Yang Nat. Mater. 2005 4 864 868
109. G. Li Y. Yao H. Yang V. Shrotriya G. Yang Y. Yang Adv. Funct. Mater. 2007 17 1636 1644
110. A. J. Parnell A. D. F. Dunbar A. J. Pearson P. A. Staniec A. J. C. Dennison H. Hamamatsu M. W. A. Skoda D. G. Lidzey R. A. L. Jones Adv. Mater. 2010 22 2444 2447
111. J. W. Kiel B. J. Kirby C. F. Majkrzak B. B. Maranville M. E. Mackay Soft Matter 2010 6 641 646
112. S. S. van Bavel E. Sourty G. de With J. Loos Nano Lett. 2009 9 507 513
113. S. van Bavel E. Sourty G. de With K. Frolic J. Loos Macromolecules 2009 42 7396 7403
114. M.-Y. Chiu U.-S. Jeng C.-H. Su K. S. Liang K.-H. Wei Adv. Mater. 2008 20 2573 2578
115. C. W. T. Bulle-Lieuwma J. K. J. van Duren X. Yang J. Loos A. B. Sieval J. C. Hummelen R. A. J. Janssen Appl. Surf. Sci. 2004 231-232 274 277
116. H. Zhong X. Yang B. deWith J. Loos Macromolecules 2006 39 218 223
117. X. Yang A. Alexeev M. A. J. Michels J. Loos Macromolecules 2005 38 4289 4295