Morphology-dependent trap formation in high performance polymer bulk heterojunction solar cells

Advanced Energy Materials

Volumn 1, Issue 5, 2011, Pages 954-962

  Beiley, Zach M ^a   Hoke, Eric T ^b   Noriega, Rodrigo ^b   Dacuña, Javier ^a   Burkhard, George F ^b   Bartelt, Jonathan A ^a   Salleo, Alberto ^a   Toney, Michael F ^c   McGehee, Michael D ^a  

^a Stanford University   (United States)

^b STANFORD UNIVERSITY   (United States)

^c SLAC NATIONAL ACCELERATOR LABORATORY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ACTIVE LAYER; BENZOTHIADIAZOLES; BULK HETEROJUNCTION SOLAR CELLS; CARRIER TRAPPING; HIGH PERFORMANCE POLYMER; HOLE TRANSPORTS; INTERNAL QUANTUM EFFICIENCY; LOSS MECHANISMS; MOLECULAR ORDERS; OVERALL POWER CONVERSION EFFICIENCY; SPACE-CHARGE-LIMITED CURRENT; STRUCTURAL ORDERS; THERMAL-ANNEALING;

CONVERSION EFFICIENCY; EFFICIENCY; ENERGY GAP; GLASS TRANSITION; HETEROJUNCTIONS; OPEN CIRCUIT VOLTAGE; POLYCYCLIC AROMATIC HYDROCARBONS; SOLAR CELLS;

POLYMERS;

EID: 80054989123     PISSN: 16146832     EISSN: 16146840     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/aenm.201100204     Document Type: Article

References (61)

1. V. Kamm, G. Battagliarin, I. A. Howard, W. Pisula, A. Mavrinskiy, C. Li, K. Müllen, F. Laquai, Adv. Energy Mater. 2011, 1, 297.
2. C. J. Brabec, S. Gowrisanker, J. J. M. Halls, D. Laird, S. Jia, S. P. Williams, Adv. Mater. 2010, 22, 3839.
3. H.-Y. Chen, J. Hou, S. Zhang, Y. Liang, G. Yang, Y. Yang, L. Yu, Y. Wu, G. Li, Nat. Photonics 2009, 3, 649.
4. T.-Y. Chu, J. Lu, S. Beaupré, Y. Zhang, J.-R. Pouliot, S. Wakim, J. Zhou, M. Leclerc, Z. Li, J. Ding, Y. Tao, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 4250.
5. Y. Liang, Z. Xu, J. Xia, S.-T. Tsai, Y. Wu, G. Li, C. Ray, L. Yu, Adv. Mater. 2010, 22, E135.
6. J. Peet, J. Y. Kim, N. E. Coates, W. L. Ma, D. Moses, A. J. Heeger, G. C. Bazan, Nat. Mater. 2007, 6, 497.
7. C. Piliego, T. W. Holcombe, J. D. Douglas, C. H. Woo, P. M. Beaujuge, J. M. J. Fréchet, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 7595.
8. S. C. Price, A. C. Stuart, L. Yang, H. Zhou, W. You, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 4625.
9. Y. Sun, C. J. Takacs, S. R. Cowan, J. H. Seo, X. Gong, A. Roy, A. J. Heeger, Adv. Mater. 2011, 23, 2226.
10. 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.
11. C. H. Peters, I. T. Sachs-Quintana, J. P. Kastrop, S. Beaupré, M. Leclerc, M. D. McGehee, Adv. Energy Mater. 2011, doi: 10.1002/ aenm.201100138.
12. G. F. Burkhard, E. T. Hoke, S. R. Scully, M. D. McGehee, Nano Lett. 2009, 9, 4037.
13. V. D. Mihailetchi, H. Xie, B. de Boer, L. J. A. Koster, P. W. M. Blom, Adv. Funct. Mater. 2006, 16, 699.
14. S. Cho, J. H. Seo, S. H. Park, S. Beaupré, M. Leclerc, A. J. Heeger, Adv. Mater. 2010, 22, 1253.
15. E. Verploegen, R. Mondal, C. J. Bettinger, S. Sok, M. F. Toney, Z. Bao, Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 3519.
16. N. Blouin, A. Michaud, M. Leclerc, Adv. Mater. 2007, 19, 2295.
17. S. Lilliu, T. Agostinelli, E. Pires, M. Hampton, J. Nelson, J. E. MacDonald, Macromolecules 2011, doi: 10.1021/ma102817z.
18. 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.
19. H. Sirringhaus, P. J. Brown, R. H. Friend, M. M. Nielsen, K. Bechgaard, B. M. W. Langeveld-Voss, A. J. H. Spiering, R. A. J. Janssen, E. W. Meijer, P. Herwig, D. M. de Leeuw, Nature 1999, 401, 685.
20. M. L. Chabinyc, M. F. Toney, R. J. Kline, I. McCulloch, M. Heeney, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 3226.
21. J. Rivnay, R. Noriega, J. E. Northrup, R. J. Kline, M. F. Toney, A. Salleo, Phys. Rev. B 2011, 83, 121306 (R).
22. I. McCulloch, M. Heeney, C. Bailey, K. Genevicius, I. MacDonald, M. Shkunov, D. Sparrowe, S. Tierney, R. Wagner, W. Zhang, M. L. Chabinyc, R. J. Kline, M. D. McGehee, M. F. Toney, N at. Mater. 2006, 5, 328.
23. M. A. Lampert, P. Mark, Current Injection in Solids, Academic Press, New York 1970.
24. H. Bässler, Phys. Status Solidi B 1993, 175, 15.
25. S. V. Novikov, D. H. Dunlap, V. M. Kenkre, P. E. Parris, A. V. Vannikov, Phys. Rev. Lett. 1998, 81, 4472.
26. W. F. Pasveer, J. Cottaar, C. Tanase, R. Coehoorn, P. A. Bobbert, P. W. M. Blom, D. M. de Leeuw, M. A. J. Michels, Phys. Rev. Lett. 2005, 94, 206601.
27. E. Murphy, R. Good Jr., Phys. Rev. 1956, 102, 1464.
28. P. Mark, W. Helfrich, J. Appl. Phys. 1962, 33, 205.
29. P. W. M. Blom, M. J. M. de Jong, J. J. M. Vleggaar, Appl. Phys. Lett. 1996, 68, 3308.
30. M. M. Mandoc, B. de Boer, G. Paasch, P. W. M. Blom, Phys. Rev. B 2007, 75, 193202.
31. Y. Zhang, B. de Boer, P. W. M. Blom, Phys. Rev. B 2010, 81, 085201.
32. M. M. Mandoc, B. de Boer, P. W. M. Blom, Phys. Rev. B 2006, 73, 155205.
33. S. L. M. van Mensfoort, R. J. de Vries, V. Shabro, H. Loebl, R. A. J. Janssen, R. Coehoorn, Org. Electron. 2010, 11, 1408.
34. S. L. M. van Mensfoort, J. Billen, S. I. E. Vulto, R. A. J. Janssen, R. Coehoorn, Phys. Rev. B 2009, 80, 033202.
35. A. J. Campbell, D. D. C. Bradley, D. G. Lidzey, J. Appl. Phys. 1997, 82, 6326.
36. Z. Chiguvare, V. Dyakonov, Phys. Rev. B 2004, 70, 235207.
37. D. S. Chung, D. H. Lee, C. Yang, K. Hong, C. E. Park, J. W. Park, S.-K. Kwon, Appl. Phys. Lett. 2008, 93, 033303.
38. G. Juška, K. Arlauskas, M. Viliūnas, J. Kočka, Phys. Rev. Lett. 2000, 84, 4946.
39. J. Lorrmann, B. H. Badada, O. Inganas, V. Dyakonov, C. Deibel, J. Appl. Phys. 2010, 108, 113705.
40. L. J. A. Koster, E. C. P. Smits, V. D. Mihailetchi, P. W. M. Blom, Phys. Rev. B 2005, 72, 085205.
41. D. Monroe, Phys. Rev. Lett. 1985, 54, 146.
42. J. Cornil, D. Beljonne, J.-P. Calbert, J.-L. Brédas, Adv. Mater. 2001, 13, 1053.
43. H. Bässler, Phys. Status Solidi B 1981, 107, 9.
44. 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.
45. S. M. Tuladhar, D. Poplavskyy, S. A. Choulis, J. R. Durrant, D. D. C. Bradley, J. Nelson, Adv. Funct. Mater. 2005, 15, 1171.
46. N. C. Cates, R. Gysel, J. E. P. Dahl, A. Sellinger, M. D. McGehee, Chem. Mater. 2010, 22, 3543.
47. C. Melzer, E. J. Koop, V. D. Mihailetchi, P. W. M. Blom, Adv. Funct. Mater. 2004, 14, 865.
48. C. Deibel, A. Wagenpfahl, V. Dyakonov, Phys. Rev. B 2009, 80, 075203.
49. R. A. Street, M. Schoendorf, A. Roy, J. H. Lee, Phys. Rev. B 2010, 81, 205307.
50. M. Tong, N. E. Coates, D. Moses, A. J. Heeger, S. Beaupré, M. Leclerc, Phys. Rev. B 2010, 81, 125210.
51. C. Deibel, A. Wagenpfahl, Phys. Rev. B 2010, 82, 207301.
52. R. A. Street, Phys. Rev. B 2010, 82, 207302.
53. Z. Li, C. McNeill, J. Appl. Phys. 2011, 109, 074513.
54. H. Field, National Center for Photovoltaics Program Review Meeting 1998.
55. X. Yang, J. van Duren, R. A. J. Janssen, M. A. J. Michels, J. Loos, Macro molecules 2004, 37, 2151.
56. A. C. Mayer, M. F. Toney, S. R. Scully, J. Rivnay, C. J. Brabec, M. Scharber, M. Koppe, M. Heeney, I. McCulloch, M. D. McGehee, Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 1.
57. N. C. Cates, R. Gysel, Z. Beiley, C. E. Miller, M. F. Toney, M. Heeney, I. McCulloch, M. D. McGehee, Nano Lett. 2009, 9, 4153.
58. N. C. Miller, R. Gysel, C. E. Miller, E. Verploegen, Z. Beiley, M. Heeney, I. McCulloch, Z. Bao, M. F. Toney, M. D. McGehee, J. Polym. Sci. Pol. Phys. 2011, 49, 499.
59. M. M. Mandoc, W. Veurman, L. J. A. Koster, M. M. Koetse, J. Sweelssen, B. de Boer, P. W. M. Blom, J. Appl. Phys. 2007, 101, 104512.
60. C. R. McNeill, I. Hwang, N. C. Greenham, J. Appl. Phys. 2009, 106, 024507.
61. S. Mannsfeld, wxdiff: Diffraction image processing and data analysis software, http://code.google.com/p/wxdiff/(January, 2011).