Non-geminate recombination as the primary determinant of open-circuit voltage in polythiophene:fullerene blend solar cells: An analysis of the influence of device processing conditions

Advanced Functional Materials

Volumn 21, Issue 14, 2011, Pages 2744-2753

  Credgington, Dan ^a   Hamilton, Rick ^a   Atienzar, Pedro ^a   Nelson, Jenny ^a   Durrant, James R ^a  

^a IMPERIAL COLLEGE LONDON   (United Kingdom)

Author keywords

electrodes; open circuit voltage; organic electronics; recombination; solar cells

Indexed keywords

BULK HETEROJUNCTION SOLAR CELLS; CHARGE PHOTOGENERATION; DEPOSITION CONDITIONS; DEVICE PROCESSING; ELECTRODE STRUCTURE; FABRICATION PROCEDURE; FILM MICROSTRUCTURES; HETEROJUNCTION COMPONENTS; MOLECULAR ORBITAL ENERGY; OPERATING CONDITION; ORGANIC ELECTRONICS; PHOTOACTIVE LAYERS; POLY-THIOPHENE; RATE COEFFICIENTS; RECOMBINATION; RECOMBINATION LOSS; SIMPLE PHYSICAL MODELS;

EQUIPMENT; FABRICATION; HETEROJUNCTIONS; MOLECULAR ORBITALS; OPEN CIRCUIT VOLTAGE;

ELECTRIC NETWORK ANALYSIS;

EID: 79960494115     PISSN: 1616301X     EISSN: 16163028     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adfm.201100225     Document Type: Article

References (68)

1. Y. Liang, Z. Xu, J. Xia, S.-T. Tsai, Y. Wu, G. Li, C. Ray, L. Yu, Adv. Mater. 2010, 22, E135.
2. A. Maurano, R. Hamilton, C. G. Shuttle, A. M. Ballantyne, J. Nelson, B. O'Regan, W. Zhang, I. McCulloch, H. Azimi, M. Morana, C. J. Brabec, J. R. Durrant, Adv. Mater. 2010.
3. Y. Y. Liang, D. Q. Feng, Y. Wu, S. T. Tsai, G. Li, C. Ray, L. P. Yu, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 7792
4. R. Steim, F. R. Kogler, C. J. Brabec, J. Mater. Chem. 2010, 20, 2499
5. K. Vandewal, K. Tvingstedt, A. Gadisa, O. Inganas, J. V. Manca, Nat. Mater. 2009, 8, 904
6. W. J. Potscavage, A. Sharma, B. Kippelen, Accounts Chem. Res. 2009, 42, 1758
7. H. Y. Chen, J. H. Hou, S. Q. Zhang, Y. Y. Liang, G. W. Yang, Y. Yang, L. P. Yu, Y. Wu, G. Li, Nat. Photonics 2009, 3, 649
8. K. Vandewal, A. Gadisa, W. D. Oosterbaan, S. Bertho, F. Banishoeib, I. V. Severen, L. Lutsen, T. J. Cleij, D. Vanderzande, J. V. Manca, Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 2064
9. N. Blouin, A. Michaud, D. Gendron, S. Wakim, E. Blair, R. Neagu-Plesu, M. Belletete, G. Durocher, Y. Tao, M. Leclerc, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 732.
10. F. Zhang, M. Ceder, O. Inganäs, Adv. Mater. 2007, 19, 1835.
11. F. B. Kooistra, J. Knol, F. Kastenberg, L. M. Popescu, W. J. H. Verhees, J. M. Kroon, J. C. Hummelen, Org. Lett. 2007, 9, 551.
12. C. J. Brabec, S. E. Shaheen, C. Winder, N. S. Sariciftci, P. Denk, Appl. Phys. Lett. 2002, 80, 1288.
13. C. J. Brabec, A. Cravino, D. Meissner, N. S. Sariciftci, T. Fromherz, M. T. Rispens, L. Sanchez, J. C. Hummelen, Adv. Funct. Mater. 2001, 11, 374.
14. B. P. Rand, D. P. Burk, S. R. Forrest, Phys. Rev. B 2007, 75, 115327.
15. H. J. Snaith, N. C. Greenham, R. H. Friend, Adv. Mater. 2004, 16, 1640.
16. A. Gadisa, M. Svensson, M. R. Andersson, O. Inganas, Appl. Phys. Lett. 2004, 84, 1609.
17. V. D. Mihailetchi, P. W. M. Blom, J. C. Hummelen, M. T. Rispens, J. Appl. Phys. 2003, 94, 6849.
18. M. C. Scharber, D. Wuhlbacher, M. Koppe, P. Denk, C. Waldauf, A. J. Heeger, C. L. Brabec, Adv. Mater. 2006, 18, 789.
19. G. Li, V. Shrotriya, J. Huang, Y. Yao, T. Moriarty, K. Emery, Y. Yang, Nat. Mater. 2005, 4, 864
20. J.-S. Kim, W.-S. Chung, K. Kim, D. Y. Kim, K.-J. Paeng, S. M. Jo, S.-Y. Jang, Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 3538
21. R. Badrou Aïch, Y. Zou, M. Leclerc, Y. Tao, Org. Electron. 2010, 11, 1053
22. J. Peet, J. Y. Kim, N. E. Coates, W. L. Ma, D. Moses, A. J. Heeger, G. C. Bazan, Nat. Mater. 2007, 6, 497.
23. A. J. Moule, J. B. Bonekamp, K. Meerholz, J. Appl. Phys. 2006, 100, 094503.
24. V. D. Mihailetchi, L. J. A. Koster, P. W. M. Blom, Appl. Phys. Lett. 2004, 85, 970.
25. T. Ishwara, D. D. C. Bradley, J. Nelson, P. Ravirajan, I. Vanseveren, T. Cleij, D. Vanderzande, L. Lutsen, S. Tierney, M. Heeney, I. McCulloch, Appl. Phys. Lett., 2008, 92, 053308.
26. S. Braun, W. R. Salaneck, M. Fahlman, Adv. Mater. 2009, 21, 1450.
27. A. Crispin, X. Crispin, M. Fahlman, M. Berggren, W. R. Salaneck, Appl. Phys. Lett. 2006, 89, 3.
28. K. O. Sylvester-Hvid, T. Ziegler, M. K. Riede, N. Keegan, M. Niggemann, A. Gombert, J. Appl. Phys. 2007, 102, 054502.
29. S. S. v. Bavel, M. Bärenklau, G. d. With, H. Hoppe, J. Loos, Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 1458.
30. D. Chirvase, J. Parisi, J. C. Hummelen, V. Dyakonov, Nanotechnology 2004, 15, 1317.
31. 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.
32. E. Ahlswede, J. Hanisch, M. Powalla, Appl. Phys. Lett. 2007, 90, 3.
33. G. Li, V. Shrotriya, Y. Yao, Y. Yang, J. Appl. Phys. 2005, 98, 5.
34. L. H. Nguyen, H. Hoppe, T. Erb, S. Günes, G. Gobsch, N. S. Sariciftci, Adv. Funct. Mater. 2007, 17, 1071.
35. T. M. Clarke, A. M. Ballantyne, J. Nelson, D. D. C. Bradley, J. R. Durrant, Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 4029.
36. R. Hamilton, C. G. Shuttle, B. O'Regan, T. C. Hammant, J. Nelson, J. R. Durrant, J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 1432.
37. J. Liu, Y. J. Shi, Y. Yang, Adv. Funct. Mater. 2001, 11, 420.
38. L. J. A. Koster, E. C. P. Smits, V. D. Mihailetchi, P. W. M. Blom, Phys. Rev. B 2005, 72, 9.
39. C. G. Shuttle, R. Hamilton, B. C. O'Regan, J. Nelson, J. R. Durrant, Proc. Nat. Acad. Sci. 2010, 107, 16448.
40. R. A. Street, M. Schoendorf, Phys. Rev. B 2010, 81.
41. R. A. Street, S. Cowan, A. J. Heeger, Phys. Rev. B 2010, 82.
42. C. G. Shuttle, B. O'Regan, A. M. Ballantyne, J. Nelson, D. D. C. Bradley, J. R. Durrant, Phys. Rev. B 2008, 78.
43. C. G. Shuttle, A. Maurano, R. Hamilton, B. O'Regan, J. C. de Mello, J. R. Durrant, Appl. Phys. Lett. 2008, 93.
44. C. G. Shuttle, B. O'Regan, A. M. Ballantyne, J. Nelson, D. D. C. Bradley, J. de Mello, J. R. Durrant, Appl. Phys. Lett. 2008, 92.
45. J. Nelson, Phys. Rev. B 2003, 67, 155209.
46. Z. E. Ooi, R. Jin, J. Huang, Y. F. Loo, A. Sellinger, J. C. deMello, J. Mater. Chem. 2008, 18, 1644.
47. R. A. Street, K. W. Song, S. Cowan, Org. Electron. 2011, 12, 244.
48. a) B. C. O'Regan, J. R. Durrant, P. M. Sommeling, N. J. Bakker, J. Phys. Chem. C 2007, 111, 14001.
49. n can be obtained simply as: n = n.
50. R. Koenenkamp, R. Henninger, P. Hoyer, J. Phys. Chem. 1993, 97, 7328.
51. S. R. Cowan, R. A. Street, S. Cho, A. J. Heeger, Phys. Rev. B 2011, 83, 035205.
52. I. Riedel, N. Martin, F. Giacalone, J. L. Segura, D. Chirvase, J. Parisi, V. Dyakonov, Thin Solid Films 2004, 43, 451-452
53. V. Dyakonov, Appl. Phys. A: Mater. Sci. Proc. 2004, 79, 21
54. P. W. M. Blom, V. D. Mihailetchi, L. J. A. Koster, D. E. Markov, Adv. Mater. 2007, 19, 1551
55. R. A. Marsh, J. M. Hodgkiss, R. H. Friend, Adv. Mater. 2010, 22, 3672
56. Z. E. Ooi, T. L. Tam, A. Sellinger, J. C. deMello, Energy Environ. Sci. 2008, 1, 300
57. D. Veldman, Ã. Ãpek, S. C. J. Meskers, J. Sweelssen, M. M. Koetse, S. C. Veenstra, J. M. Kroon, S. S. v. Bavel, J. Loos, R. A. J. Janssen, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 7721.
58. P. J. Brown, D. S. Thomas, A. Köhler, J. S. Wilson, J.-S. Kim, C. M. Ramsdale, H. Sirringhaus, R. H. Friend, Phys. Rev. B 2003, 67, 064203.
59. K. Lee, J. Y. Kim, S. H. Park, S. H. Kim, S. Cho, A. J. Heeger, Adv. Mater. 2007, 19, 2445.
60. C.-Y. Li, T.-C. Wen, T.-H. Lee, T.-F. Guo, J.-C.-A. Huang, Y.-C. Lin, Y.-J. Hsu, J. Mater. Chem. 2009, 19, 1643.
61. M. Jørgensen, K. Norrman, F. C. Krebs, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2008, 92, 686.
62. K. Onda, B. Li, H. Petek, Phys. Rev. B 2004, 70, 045415.
63. 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
64. M. Morana, H. Azimi, G. Dennler, H.-J. Egelhaaf, M. Scharber, K. Forberich, J. Hauch, R. Gaudiana, D. Waller, Z. Zhu, K. Hingerl, S. S. van Bavel, J. Loos, C. J. Brabec, Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 1180
65. A. C. Arias, J. D. MacKenzie, R. Stevenson, J. J. M. Halls, M. Inbasekaran, E. P. Woo, D. Richards, R. H. Friend, Macromolecules 2001, 34, 6005.
66. P. Ravirajan, S. A. Haque, J. R. Durrant, D. Poplavskyy, D. D. C. Bradley, J. Nelson, J. Appl. Phys. 2004, 95, 1473.
67. B. C. O'Regan, S. Scully, A. C. Mayer, E. Palomares, J. Durrant, J. Phys. Chem. B 2005, 109, 4616.
68. N. W. Duffy, L. M. Peter, K. G. U. Wijayantha, Electrochem. Comm. 2000, 2, 262.