Chemically doped and cross-linked hole-transporting materials as an efficient anode buffer layer for polymer solar cells

Chemistry of Materials

Volumn 23, Issue 22, 2011, Pages 5006-5015

  Sun, Ying ^a,b   Chien, Shang Chieh ^a,c   Yip, Hin Lap ^a   Zhang, Yong ^a   Chen, Kung Shih ^a   Zeigler, David F ^d   Chen, Fang Chung ^c   Lin, Baoping ^b   Jen, Alex K Y ^a  

^a University of Washington   (United States)

^b SOUTHEAST UNIVERSITY   (China)

^c NATIONAL CHIAO TUNG UNIVERSITY   (Taiwan)

^d UNIVERSITY OF WASHINGTON   (United States)

Author keywords

anode buffer layer; cross linking; doping; Hole transporting materials; PEDOT:PSS; polymer solar cells

Indexed keywords

ALTERNATIVE MATERIALS; ANODE BUFFER LAYERS; BI-LAYER; BI-LAYER STRUCTURE; BITHIOPHENES; BULK HETEROJUNCTION; CHEMICALLY DOPED; CROSS-LINKABLE; CROSS-LINKED MATERIALS; EFFICIENT ANODE; FUSED RING; HIGH CONDUCTIVITY; HOLE-TRANSPORTING MATERIALS; NEUTRAL LAYER; NITROSONIUM; OPTICAL TRANSPARENCY; PEDOT:PSS; POLYMER SOLAR CELLS; SINGLE LAYER; TRIARYLAMINES; UPPER LAYER;

BUFFER LAYERS; CONDUCTING POLYMERS; CYCLIC VOLTAMMETRY; DOPING (ADDITIVES); ELECTRIC FIELDS; ETHYLENE; HETEROJUNCTIONS; MATERIALS; PHOSPHORUS; SEMICONDUCTOR DOPING; THIOPHENE;

NANOSTRUCTURED MATERIALS;

EID: 81255168533     PISSN: 08974756     EISSN: 15205002     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cm2024235     Document Type: Article

References (62)

1. Lenes, M.; Morana, M.; Brabec, C. J.; Blom, P. W. M. Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 1106
2. Hoppe, H.; Sariciftci, N. S. J. Mater. Chem. 2006, 16, 45
3. Clarke, T. M.; Durrant, J. R. Chem. Rev. 2010, 110, 6736
4. Cheng, Y. J.; Yang, S. H.; Hsu, C. S. Chem. Rev. 2009, 109, 5868
5. Gunes, S.; Neugebauer, H.; Sariciftci, N. S. Chem. Rev. 2007, 107, 1324
6. 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
7. 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
8. Chu, T.-Y.; Lu, J.; Beaupré, S.; Zhang, Y.; Pouliot, J.-R. m.; Wakim, S.; Zhou, J.; Leclerc, M.; Li, Z.; Ding, J.; Tao, Y. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 4250
9. Price, S. C.; Stuart, A. C.; Yang, L.; Zhou, H.; You, W. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 4625
10. Zhou, H.; Yang, L.; Stuart, A. C.; Price, S. C.; Liu, S.; You, W. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 2995
11. Brown, T. M.; Kim, J. S.; Friend, R. H.; Cacialli, F.; Daik, R.; Feast, W. J. Appl. Phys. Lett. 1999, 75, 1679
12. Peumans, P.; Forrest, S. R. Appl. Phys. Lett. 2001, 79, 126
13. Po, R.; Carbonera, C.; Bernardi, A.; Camaioni, N. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 285
14. Hains, A. W.; Liang, Z. Q.; Woodhouse, M. A.; Gregg, B. A. Chem. Rev. 2010, 110, 6689
15. Kawano, K.; Pacios, R.; Poplavskyy, D.; Nelson, J.; Bradley, D. D. C.; Durrant, J. R. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2006, 90, 3520
16. Pingree, L. S. C.; MacLeod, B. A.; Ginger, D. S. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 7922
17. Kemerink, M.; Timpanaro, S.; de Kok, M. M.; Meulenkamp, E. A.; Touwslager, F. J. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 18820
18. Yan, H.; Lee, P.; Armstrong, N. R.; Graham, A.; Evmenenko, G. A.; Dutta, P.; Marks, T. J. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 3172
19. Shirota, Y.; Kageyama, H. Chem. Rev. 2007, 107, 953
20. Hains, A. W.; Liu, J.; Martinson, A. B. F.; Irwin, M. D.; Marks, T. J. Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 595
21. Hains, A. W.; Marks, T. J. Appl. Phys. Lett. 2008, 92, 023504
22. Hains, A. W.; Ramanan, C.; Irwin, M. D.; Liu, J.; Wasielewski, M. R.; Marks, T. J. ACS Appl. Mater. Interfaces 2010, 2, 175
23. Jung, J. W.; Lee, J. U.; Jo, W. H. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 633
24. Sun, Y.; Takacs, C. J.; Cowan, S. R.; Seo, J. H.; Gong, X.; Roy, A.; Heeger, A. J. Adv. Mater. 2011, 23, 2226
25. Gao, Y.; Yip, H.-L.; Chen, K.-S.; O'Malley, K. M.; Acton, O.; Sun, Y.; Ting, G.; Chen, H.; Jen, A. K. Y. Adv. Mater. 2011, 23, 1903
26. Gao, Y.; Yip, H. L.; Hau, S. K.; O'Malley, K. M.; Cho, N. C.; Chen, H. Z.; Jen, A. K. Y. Appl. Phys. Lett. 2010, 97, 203306
27. Jiang, X. Z.; Liu, S.; Liu, M. S.; Herguth, P.; Jen, A. K. Y.; Sarikaya, M. Adv. Funct. Mater. 2002, 12, 745
28. Huang, F.; Chen, K. S.; Yip, H. L.; Hau, S. K.; Acton, O.; Zhang, Y.; Luo, J. D.; Jen, A. K. Y. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 13886
29. Ego, C.; Grimsdale, A. C.; Uckert, F.; Yu, G.; Srdanov, G.; Mullen, K. Adv. Mater. 2002, 14, 809
30. Liu, M. S.; Niu, Y. H.; Ka, J. W.; Yip, H. L.; Huang, F.; Luo, J. D.; Kim, T. D.; Jen, A. K. Y. Macromolecules 2008, 41, 9570
31. Lim, Y.; Park, Y.-S.; Kang, Y.; Jang, D. Y.; Kim, J. H.; Kim, J.-J.; Sellinger, A.; Yoon, D. Y. J. Am. Chem. Soc. 2010, 133, 1375
32. Garnier, F.; Yassar, A.; Hajlaoui, R.; Horowitz, G.; Deloffre, F.; Servet, B.; Ries, S.; Alnot, P. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 8716
33. Murphy, A. R.; Frechet, J. M. J. Chem. Rev. 2007, 107, 1066
34. McCulloch, I.; Heeney, M.; Bailey, C.; Genevicius, K.; Macdonald, I.; Shkunov, M.; Sparrowe, D.; Tierney, S.; Wagner, R.; Zhang, W. M.; Chabinyc, M. L.; Kline, R. J.; McGehee, M. D.; Toney, M. F. Nat. Mater. 2006, 5, 328
35. Sun, Y.; Chien, S.-C.; Yip, H.-L.; Zhang, Y.; Chen, K.-S.; Zeigler, D. F.; Chen, F.-C.; Lin, B.; Jen, A. K. Y. J. Mater. Chem. 2011, not supplied.
36. Jen, K. Y.; Miller, G. G.; Elsenbaumer, R. L. J. Chem. Soc.-Chem. Commun. 1986, 1346
37. Jen, K. Y.; Shacklette, L. W.; Elsenbaumer, R. Synth. Met. 1987, 22, 179
38. Cho, N.; Yip, H.-L.; Hau, S. K.; Chen, K.-S.; Kim, T.-W.; Davies, J. A.; Zeigler, D. F.; Jen, A. K. Y. J. Mater. Chem. 2011, 21, 6956
39. Zhang, D. D.; Feng, J.; Wang, H.; Bai, Y.; Chen, Q. D.; Liu, S. Y.; Sun, H. B. Appl. Phys. Lett. 2009, 95, 263303
40. Yim, K. H.; Whiting, G. L.; Murphy, C. E.; Halls, J. J. M.; Burroughes, J. H.; Friend, R. H.; Kim, J. S. Adv. Mater. 2008, 20, 3319
41. Chang, C. C.; Hsieh, M. T.; Chen, J. F.; Hwang, S. W.; Chen, C. H. Appl. Phys. Lett. 2006, 89, 253504
42. Zhou, X.; Pfeiffer, M.; Blochwitz, J.; Werner, A.; Nollau, A.; Fritz, T.; Leo, K. Appl. Phys. Lett. 2001, 78, 410
43. Wong, K. T.; Chao, T. C.; Chi, L. C.; Chu, Y. Y.; Balaiah, A.; Chiu, S. F.; Liu, Y. H.; Wang, Y. Org. Lett. 2006, 8, 5033
44. Cheng, Y. J.; Liu, M. S.; Zhang, Y.; Niu, Y. H.; Huang, F.; Ka, J. W.; Yip, H. L.; Tian, Y. Q.; Jen, A. K. Y. Chem. Mater. 2008, 20, 413
45. Lambert, C.; Noll, G. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 8434
46. Szeghalmi, A. V.; Erdmann, M.; Engel, V.; Schmitt, M.; Amthor, S.; Kriegisch, V.; Noll, G.; Stahl, R.; Lambert, C.; Leusser, D.; Stalke, D.; Zabel, M.; Popp, J. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 7834
47. Casalbore-Miceli, G.; Degli Esposti, A.; Fattori, V.; Marconi, G.; Sabatini, C. Phys. Chem. Chem. Phys. 2004, 6, 3092
48. Wang, H. M.; Hsiao, S. H. J. Polym. Sci., Polym. Chem. 2011, 49, 337
49. Shaibu, B. S.; Lin, S.-H.; Lin, C.-Y.; Wong, K.-T.; Liu, R.-S. J. Org. Chem. 2011, 76, 1054
50. Wang, H. M.; Hsiao, S. H.; Liou, G. S.; Sun, C. H. J. Polym. Sci., Polym. Chem. 2010, 48, 4775
51. Huang, L. T.; Yen, H. J.; Chang, C. W.; Liou, G. S. J. Polym. Sci., Polym. Chem. 2010, 48, 4747
52. Reitzenstein, D.; Quast, T.; Kanal, F.; Kullmann, M.; Ruetzel, S.; Hammer, M. S.; Deibel, C.; Dyakonov, V.; Brixner, T.; Lambert, C. Chem. Mater. 2010, 22, 6641
53. Shrotriya, V.; Yao, Y.; Li, G.; Yang, Y. Appl. Phys. Lett. 2006, 89, 063505
54. Chen, C. P.; Chan, S. H.; Chao, T. C.; Ting, C.; Ko, B. T. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 12828
55. Chen, K. S.; Zhang, Y.; Yip, H. L.; Sun, Y.; Davies, J. A.; Ting, C.; Chen, C. P.; Jen, A. K. Y. Org. Electron. 2011, 12, 794
56. Chen, Y. C.; Yu, C. Y.; Fan, Y. L.; Hung, L. I.; Chen, C. P.; Ting, C. Chem. Commun. 2010, 46, 6503
57. Zhang, W. M.; Smith, J.; Watkins, S. E.; Gysel, R.; McGehee, M.; Salleo, A.; Kirkpatrick, J.; Ashraf, S.; Anthopoulos, T.; Heeney, M.; McCulloch, I. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 11437
58. Zhang, Y.; Zou, J.; Yip, H.-L.; Chen, K.-S.; Zeigler, D. F.; Sun, Y.; Jen, A. K. Y. Chem. Mater. 2011, 23, 2289
59. Zhang, Y.; Zou, J.; Yip, H.-L.; Sun, Y.; Davies, J. A.; Chen, K.-S.; Acton, O.; Jen, A. K. Y. J. Mater. Chem. 2011, 21, 3895
60. Hu, Z. Y.; Zhang, J. J.; Hao, Z. H.; Hao, Q. Y.; Geng, X. H.; Zhao, Y. Appl. Phys. Lett. 2011, 98, 123302
61. Sun, Y. M.; Gong, X. O.; Hsu, B. B.; Yip, H. L.; Jen, A. K. Y.; Heeger, A. J. Appl. Phys. Lett. 2010, 97, 193310
62. Takahashi, M.; Masui, K.; Sekiguchi, H.; Kobayashi, N.; Mori, A.; Funahashi, M.; Tamaoki, N. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 10930