Photophysics of charge generation in organic photovoltaic materials: Kinetic studies of geminate and free polarons in a model donor/acceptor system

Journal of Physical Chemistry C

Volumn 116, Issue 1, 2012, Pages 86-97

  Snedden, Edward W ^a   Monkman, Andrew P ^a   Dias, Fernando B ^a  

^a DURHAM UNIVERSITY   (United Kingdom)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ABSORPTION BAND; BLEND FILMS; BLENDED SYSTEMS; BULK HETEROJUNCTION; CHARGE GENERATION; DEVICE CHARACTERIZATION; DYE MOLECULE; ELECTRON TRANSFER; EXCITON MIGRATION; FILM MORPHOLOGY; KINETIC STUDY; MODEL SYSTEM; ORGANIC PHOTOVOLTAICS; PHASE SEGREGATIONS; PHOTOINDUCED CHARGE GENERATION; PHOTOPHYSICS; POLARON FORMATION; POLARON PAIRS; POLY-3-HEXYLTHIOPHENE; REGIO-REGULAR; SIGNIFICANT IMPACTS; TIME CONSTANTS;

CONJUGATED POLYMERS; ENERGY TRANSFER; EXCITED STATES; EXCITONS; HETEROJUNCTIONS; POLYMER BLENDS;

POLARONS;

EID: 84855908935     PISSN: 19327447     EISSN: 19327455     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp206840m     Document Type: Article

References (56)

1. Hardin, B. E.; Hoke, E. T.; Armstrong, P. B.; Yum, J.-H.; Comte, P.; Torres, T.; Frechet, J. M. J.; Nazeeruddin, M. K.; Gratzel, M.; McGehee, M. D. Nat. Photonics 2009, 3, 406-411
2. Yongye, L.; Zheng, X.; Jiangbin, X.; Szu-Ting, T.; Yue, W.; Gang, L.; Claire, R.; Luping, Y. Adv. Mater. 2010, 22, 135-138
3. Voss, D. Nature 2000, 407, 442-444
4. Brabec, C.; Dyakonov, V.; Parisi, J.; Sariciftci, N. S. Organic Photovoltaics: Concepts and Realization; Springer: Berlin, Germany, 2003.
5. Wei, G.; Lunt, R. R.; Sun, K.; Wang, S.; Thompson, M. E.; Forrest, S. R. Nano Lett. 2010, 10, 3555-3559
6. Wei, G.; Wang, S.; Renshaw, K.; Thompson, M. E.; Forrest, S. R. ACS Nano 2010, 4, 1927-1934
7. Kim, J. Y.; Lee, K.; Coates, N. E.; Moses, D.; Nguyen, T.-Q.; Dante, M.; Heeger, A. J. Science 2007, 317, 222-225
8. 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
9. Sirringhaus, H.; Brown, P. J.; Friend, R. H.; Nielsen, M. M.; Bechgaard, K.; Langeveld-Voss, B. M. W.; Spiering, A. J. H.; Janssen, R. A. J.; Meijer, E. W.; Herwig, P.; de Leeuw, D. M. Nature 1999, 401, 685-688
10. Prosa, T. J.; Winokur, M. J.; Moulton, J.; Smith, P.; Heeger, A. J. Macromolecules 1992, 25, 4364-4372
11. Wang, J. Polym. Degrad. Stab. 2005, 89, 15-20
12. Chen, T.-A.; Wu, X.; Rieke, R. D. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 233-244
13. Prosa, T. J.; Winokur, M. J.; McCullough, R. D. Macromolecules 1996, 29, 3654-3656
14. Dastoor, P. C.; McNeill, C. R.; Frohne, H.; Foster, C. J.; Dean, B.; Fell, C. J.; Belcher, W. J.; Campbell, W. M.; Officer, D. L.; Blake, I. M.; Thordarson, P.; Crossley, M. J.; Hush, N. S.; Reimers, J. R. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 15415-15426
15. Peet, J.; Tamayo, A. B.; Dang, X. D.; Seo, J. H.; Nguyen, T. Q. Appl. Phys. Lett. 2008, 93, 163306-3
16. Koppe, M.; Egelhaaf, H.-J.; Dennler, G.; Scharber, M. C.; Brabec, C. J.; Schilinsky, P.; Hoth, C. N. Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 338-346
17. Johansson, E. M. J.; Yartsev, A.; Rensmo, H.; Sundström, V. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 3014-3020
18. Clarke, T.; Ballantyne, A.; Jamieson, F.; Brabec, C.; Nelson, J.; Durrant, J. Chem. Commun. 2009, 89-91
19. Clarke, T. M.; Durrant, J. R. Chem. Rev. 2010, 110, 6736-6767
20. Deibel, C.; Strobel, T.; Dyakonov, V. Adv. Mater. 2010, 22, 4097-111
21. Thompson, B. C.; Frechet, J. M. J. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 58-77
22. Brabec, C. J.; Zerza, G.; Cerullo, G.; De Silvestri, S.; Luzzati, S.; Hummelen, J. C.; Sariciftci, S. Chem. Phys. Lett. 2001, 340, 232-236
23. De, S.; Pascher, T. R.; Maiti, M.; Jespersen, K. G.; Kesti, T.; Zhang, F.; Inganäs, O.; Yartsev, A.; Sundström, V. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 8466-8472
24. Veldman, D.; Ìpek, Ö. Z.; Meskers, S. C. J.; Sweelssen, J. R.; Koetse, M. M.; Veenstra, S. C.; Kroon, J. M.; Bavel, S. S. V.; Loos, J.; Janssen, R. A. J. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 7721-7735
25. Hallermann, M.; Da Como, E.; Feldmann, J.; Izquierdo, M.; Filippone, S.; Martin, N.; Juchter, S.; von Hauff, E. Appl. Phys. Lett. 2010, 97, 023301-3
26. Tvingstedt, K.; Vandewal, K.; Gadisa, A.; Zhang, F.; Manca, J.; Inganäŝ, O. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 11819-11824
27. Hallermann, M.; Kriegel, I.; Como, E. D.; Berger, J. M.; Hauff, E. V.; Feldmann, J. Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 3662-3668
28. GeÌinas, S.; PareÌ-Labrosse, O.; Brosseau, C.-N.; Albert-Seifried, S.; McNeill, C. R.; Kirov, K. R.; Howard, I. A.; Leonelli, R.; Friend, R. H.; Silva, C. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 7114-7119
29. Bredas, J.-L.; Norton, J. E.; Cornil, J.; Coropceanu, V. Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1691-1699
30. Guo, J.; Ohkita, H.; Benten, H.; Ito, S. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 6154-6164
31. Hwang, I.-W.; Moses, D.; Heeger, A. J. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 4350-4354
32. Banerji, N.; Cowan, S.; Leclerc, M.; Vauthey, E.; Heeger, A. J. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 17459-17470
33. Pensack, R. D.; Asbury, J. B. J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 2255-2263
34. Lee, J.; Vandewal, K.; Yost, S. R.; Bahlke, M. E.; Goris, L.; Baldo, M. A.; Manca, J. V.; Voorhis, T. V. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 11878-11880
35. Deibel, C.; Strobel, T.; Dyakonov, V. Phys. Rev. Lett. 2009, 103, 036402
36. Martinez-Diaz, M. V.; de la Torre, G.; Torres, T. Chem. Commun. 2010, 46, 7090-7108
37. Brown, P. J.; Thomas, D. S.; Köhler, A.; Wilson, J. S.; Kim, J.-S.; Ramsdale, C. M.; Sirringhaus, H.; Friend, R. H. Phys. Rev. B 2003, 67, 064203
38. Honda, S.; Nogami, T.; Ohkita, H.; Benten, H.; Ito, S. ACS Appl. Mater. Interfaces 2009, 1, 804-810
39. Jiang, X. M.; Österbacka, R.; Korovyanko, O.; An, C. P.; Horovitz, B.; Janssen, R. A. J.; Vardeny, Z. V. Adv. Funct. Mater. 2002, 12, 587-597
40. Sheng, C. X.; Tong, M.; Singh, S.; Vardeny, Z. V. Phys. Rev. B 2007, 75, 085206
41. Guo, J.; Ohkita, H.; Benten, H.; Ito, S. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 16869-16880
42. Arslan, S.; Yilmaz, I. Polyhedron 2007, 26, 2387-2394
43. Yilmaz, I.; Gürek, A.; Ahsen, V. Polyhedron 2005, 24, 791-798
44. Gao, Y.; Grey, J. K. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 9654-9662
45. Wells, N. P.; Boudouris, B. W.; Hillmyer, M. A.; Blank, D. A. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 15404-15414
46. Dykstra, T. E.; Hennebicq, E.; Beljonne, D.; Gierschner, J.; Claudio, G.; Bittner, E. R.; Knoester, J.; Scholes, G. D. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 656-667
47. Pal, S. K.; Kesti, T.; Maiti, M.; Zhang, F.; Inganäs, O.; Hellström, S.; Andersson, M. R.; Oswald, F.; Langa, F.; Österman, T.; Pascher, T. R.; Yartsev, A.; Sundström, V. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 12440-12451
48. Guo, J. M.; Ohkita, H.; Yokoya, S.; Benten, H.; Ito, S. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 9631-9637
49. Keivanidis, P. E.; Kamm, V.; Dyer-Smith, C.; Zhang, W.; Laquai, F.; McCulloch, I.; Bradley, D. D. C.; Nelson, J. Adv. Mater. 2010, 22, 5183-5187
50. King, S. M.; Rothe, C.; Dai, D.; Monkman, A. P. J. Chem. Phys. 2006, 124
51. Dias, F. B.; Kamtekar, K. T.; Cazati, T.; Williams, G.; Bryce, M. R.; Monkman, A. P. ChemPhysChem 2009, 10, 2096-2104
52. Gierschner, J.; Mack, H.-G.; Luer, L.; Oelkrug, D. J. Chem. Phys. 2002, 116, 8596-8609
53. Shaw, P. E.; Ruseckas, A.; Samuel, I. D. W. Adv. Mater. 2008, 20, 3516-3520
54. Österbacka, R.; An, C. P.; Jiang, X. M.; Vardeny, Z. V. Science 2000, 287, 839-842
55. Mauer, R.; Kastler, M.; Laquai, F. Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 2085-2092
56. Piris, J.; Dykstra, T. E.; Bakulin, A. A.; van Loosdrecht, P. H. M.; Knulst, W.; Trinh, M. T.; Schins, J. M.; Siebbeles, L. D. A. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 14500-14506