In situ characterization of lifetime and morphology in operating bulk heterojunction organic photovoltaic devices by impedance spectroscopy

Advanced Energy Materials

Volumn 2, Issue 1, 2012, Pages 120-128

  Leever, Benjamin J ^a,b   Bailey, Christopher A ^b   Marks, Tobin J ^a,c   Hersam, Mark C ^a,c   Durstock, Michael F ^b  

^a Northwestern University   (United States)

^b AIR FORCE RESEARCH LABORATORY   (United States)

^c NORTHWESTERN UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

APPLIED BIAS VOLTAGE; BULK HETEROJUNCTION; BULK HETEROJUNCTION PHOTOVOLTAIC DEVICES; DARK CONDITIONS; EFFECTIVE TOOL; ELECTRON LIFETIME; EQUIVALENT CIRCUIT MODEL; ILLUMINATION INTENSITY; IMPACT DEVICE; IMPEDANCE SPECTROSCOPY; IN-SITU CHARACTERIZATION; METHYL ESTERS; ORGANIC PHOTOVOLTAIC DEVICES; POLY (3-HEXYLTHIOPHENE); POWER CONVERSION EFFICIENCIES; PROCESSING PARAMETERS; SHORT-CIRCUIT CONDITIONS; SUN ILLUMINATION; TIME-DEPENDENT;

CONVERSION EFFICIENCY; MATERIALS PROPERTIES; MORPHOLOGY;

HETEROJUNCTIONS;

EID: 84861363600     PISSN: 16146832     EISSN: 16146840     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/aenm.201100357     Document Type: Article

References (52)

1. D. Vak, S.-S. Kim, J. Jo, S.-H. Oh, S.-I. Na, J. Kim, D.-Y. Kim, Appl. Phys. Lett. 2007, 91, 081102.
2. R. Green, A. Morfa, A. J. Ferguson, N. Kopidakis, G. Rumbles, S. E. Shaheen, Appl. Phys. Lett. 2008, 92, 033301.
3. L. Blankenburg, K. Schultheis, H. Schache, S. Sensfuss, M. Schrödner, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2009, 93, 476-483.
4. F. C. Krebs, Org. Electron. 2009, 10, 761-768.
5. E. Bundgaard, O. Hagemann, M. Manceau, M. Jørgensen, F. C. Krebs, Macromolecules 2010, 43, 8115-8120.
6. S. E. Shaheen, C. J. Brabec, N. S. Sariciftci, F. Padinger, T. Fromherz, J. C. Hummelen, Appl. Phys. Lett. 2001, 78, 841-843.
7. G. Li, V. Shrotriya, J. S. Huang, Y. Yao, T. Moriarty, K. Emery, Y. Yang, Nat. Mater. 2005, 4, 864-868.
8. W. Ma, C. Yang, X. Gong, K. Lee, A. Heeger, Adv. Funct. Mater. 2005, 15, 1617-1622.
9. H. J. Son, W. Wang, T. Xu, Y. Liang, Y. Wu, G. Li, L. Yu, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 1885-1894.
10. Y. Liang, L. Yu, Acc. Chem. Res. 2010, 43, 1227-1236.
11. 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.
12. S. S. van Bavel, M. Bärenklau, G. de With, H. Hoppe, J. Loos, Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 1458-1463.
13. H. Hoppe, M. Niggemann, C. Winder, J. Kraut, R. Hiesgen, A. Hinsch, D. Meissner, N. S. Sariciftci, Adv. Funct. Mater. 2004, 14, 1005-1011.
14. M. Dante, J. Peet, T.-Q. Nguyen, J. Phys. Chem. C 2008, 112, 7241-7249.
15. V. Palermo, M. Palma, P. Samorì, Adv. Mater. 2006, 18, 145-164.
16. D. C. Coffey, O. G. Reid, D. B. Rodovsky, G. P. Bartholomew, D. S. Ginger, Nano Lett. 2007, 7, 738-744.
17. B. J. Leever, M. F. Durstock, M. D. Irwin, A. W. Hains, T. J. Marks, L. S. C. Pingree, M. C. Hersam, Appl. Phys. Lett. 2008, 92, 013302.
18. 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.
19. 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, 197-203.
20. G. Dennler, A. J. Mozer, G. Juska, A. Pivrikas, R. Osterbacka, A. Fuchsbauer, N. S. Sariciftci, Org. Electron. 2006, 7, 229-234.
21. C. Arndt, U. Zhokhavets, M. Mohr, G. Gobsch, M. Al-Ibrahim, S. Sensfuss, Synth. Met. 2004, 147, 257-260.
22. H. Ohkita, S. Cook, Y. Astuti, W. Duffy, S. Tierney, W. Zhang, M. Heeney, I. McCulloch, J. Nelson, D. D. C. Bradley, J. R. Durrant, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 3030-3042.
23. 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, 093311.
24. G. Sliauzys, G. Juska, K. Arlauskas, A. Pivrikas, R. Osterbacka, M. Scharber, A. Mozer, N. S. Sariciftci, Thin Solid Films 2006, 511, 224-227.
25. J. Bisquert, F. Fabregat-Santiago, I. Mora-Sero, G. Garcia-Belmonte, S. Gimenez, J. Phys. Chem. C 2009, 113, 17278-17290.
26. I. Mora-Sero, J. Bisquert, F. Fabregat-Santiago, G. Garcia-Belmonte, G. Zoppi, K. Durose, Y. Proskuryakov, I. Oja, A. Belaidi, T. Dittrich, R. Tena-Zaera, A. Katty, C. Levy-Clement, V. Barrioz, S. J. C. Irvine, Nano Lett. 2006, 6, 640-650.
27. J. Bisquert, Phys. Chem. Chem. Phys. 2003, 5, 5360-5364.
28. F. Fabregat-Santiago, J. Bisquert, E. Palomares, L. Otero, D. Kuang, S. M. Zakeeruddin, M. Grätzel, J. Phys. Chem. C 2007, 111, 6550-6560.
29. Q. Wang, J.-E. Moser, M. Grätzel, J. Phys. Chem. B 2005, 109, 14945-14953.
30. C. Longo, A. F. Nogueira, M.-A. De Paoli, H. Cachet, J. Phys. Chem. B 2002, 106, 5925-5930.
31. G. Garcia-Belmonte, A. Munar, E. M. Barea, J. Bisquert, I. Ugarte, R. Pacios, Org. Electron. 2008, 9, 847-851.
32. G. Garcia-Belmonte, P. P. Boix, J. Bisquert, M. Sessolo, H. J. Bolink, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2010, 94, 366-375.
33. C. G. Shuttle, B. O'Regan, A. M. Ballantyne, J. Nelson, D. D. C. Bradley, J. R. Durrant, Phys. Rev. B 2008, 78, 113201.
34. T. M. Clarke, F. C. Jamieson, J. R. Durrant, J. Phys. Chem. C 2009, 113, 20934-20941.
35. L. J. A. Koster, M. Kemerink, M. M. Wienk, K. Maturová, R. A. J. Janssen, Adv. Mater. 2011, 1670-1674.
36. R. Hamilton, C. G. Shuttle, B. O'Regan, T. C. Hammant, J. Nelson, J. R. Durrant, J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 1432-1436.
37. J. R. Macdonald, Impedance Spectroscopy; John Wiley & Sons, 1987.
38. V. Ruiz, P. G. Nicholson, S. Jollands, P. A. Thomas, J. V. Macpherson, P. R. Unwin, J. Phys. Chem. B 2005, 109, 19335-19344.
39. V. Bhatia, D. Gupta, D. Kabra, K. Narayan, J. Mat. Sci.: Mater. Electron. 2007, 18, 925-930.
40. J. Obrzut, K. A. Page, Phys. Rev. B 2009, 80, 195211.
41. M. Knipper, J. Parisi, K. Coakley, C. Waldauf, C. J. Brabec, V. Z. Dyakonov, Naturfors. Sect. A-J. Phys. Sci. 2007, 62, 490-494.
42. S. Sahu, A. J. Pal, J. Nanosci. Nanotechnol. 2009, 9, 450-454.
43. L. S. C. Pingree, B. J. Scott, M. T. Russell, T. J. Marks, M. C. Hersam, Appl. Phys. Lett. 2005, 86, 073509 .
44. L. S. C. Pingree, M. T. Russell, T. J. Marks, M. C. Hersam, J. Appl. Phys. 2006, 100, 044502 .
45. M. Radecka, M. Wierzbicka, M. Rekas, Phys. B 2004, 351, 121-128.
46. C. H. Hsu, F. Mansfeld, Corrosion 2001, 57, 747-748.
47. C. Deibel, A. Wagenpfahl, V. Dyakonov, Phys. Status Solidi-Rapid Res. Lett. 2008, 2, 175-177.
48. S. Rait, S. Kashyap, P. K. Bhatnagar, P. C. Mathur, S. K. Sengupta, J. Kumar, Phys. E 2007, 39, 191-197.
49. P. E. Keivanidis, T. M. Clarke, S. Lilliu, T. Agostinelli, J. E. Macdonald, J. R. Durrant, D. D. C. Bradley, J. Nelson, J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 734-738.
50. A. J. Moule, J. B. Bonekamp, K. Meerholz, J. Appl. Phys. 2006, 100, 094503.
51. S.-H. Jin, B. Vijaya Kumar Naidu, H.-S. Jeon, S.-M. Park, J.-S. Park, S. Chul Kim, J. Wook Lee, Y.-S. Gal, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2007, 91, 1187-1193.
52. A. S. Bondarenko, G. A. Ragoisha, EIS Spectrum Analyser 2011, http://www.abc.chemistry.bsu.by/vi/analyser/.