The effect of solvent additives on morphology and excited-state dynamics in PCPDTBT:PCBM photovoltaic blends

Journal of the American Chemical Society

Volumn 134, Issue 25, 2012, Pages 10569-10583

  Etzold, Fabian ^a   Howard, Ian A ^a   Forler, Nina ^a   Cho, Don M ^a   Meister, Michael ^a   Mangold, Hannah ^a   Shu, Jie ^a   Hansen, Michael Ryan ^a   Müllen, Klaus ^a   Laquai, Frédéric ^a  

^a MAX PLANCK INSTITUTE FOR POLYMER RESEARCH   (Germany)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

1 ,8-OCTANEDITHIOL; 2 ,1 ,3-BENZOTHIADIAZOLE; BIMOLECULAR RECOMBINATION COEFFICIENT; CHARGE EXTRACTION; DIFFUSION LIMITED; DONOR-ACCEPTOR COPOLYMERS; EXCITED STATE ABSORPTION; EXCITED-STATE DYNAMICS; EXCITON DISSOCIATION; FREE CHARGE; FREE CHARGE CARRIERS; GEMINATE RECOMBINATION; INTENSITY-DEPENDENT; INTERNAL QUANTUM EFFICIENCY; LANGEVIN-TYPE RECOMBINATION; METHYL ESTERS; MORPHOLOGY-CONTROLLED; PHOTOVOLTAIC; PHOTOVOLTAIC DEVICES; PICOSECONDS; POLARON PAIRS; POLYMER EXCITONS; PRISTINE FILMS; PUMP-PROBE; PUMP-PROBE EXPERIMENTS; RECOMBINATION DYNAMICS; SOLID STATE NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; SPECTRAL RANGE; SUBNANOSECOND; THIN FILM MORPHOLOGY; TIME RANGE; TIME-SCALES; TRANSIENT ABSORPTION SPECTROSCOPIES; ULTRAFAST DISSOCIATION; VISIBLE AND NEAR INFRARED;

ADDITIVES; CHARGE CARRIERS; CHARGE TRANSFER; DISSOCIATION; ELECTROMAGNETIC WAVE ABSORPTION; EXCITONS; FILM PREPARATION; MORPHOLOGY; PHOTOVOLTAIC EFFECTS; POLYMER BLENDS; PROBES; SOLVENTS;

INTERFACE STATES;

PHENYL C61 BUTYRIC ACID METHYL ESTER; POLY[2,6 (4,4 BIS (2 ETHYLHEXYL) 4H CYCLOPENTA[2,1 B;3,4 B']DITHIOPHENE)ALT 4,7 (2,1,3 BENZOTHIADIAZOLE)]; POLYMER; SOLVENT; UNCLASSIFIED DRUG;

ABSORPTION SPECTROSCOPY; ARTICLE; FILM; NEAR INFRARED SPECTROSCOPY; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY;

EID: 84863489467     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja303154g     Document Type: Article

References (56)

1. Krebs, F. C. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2009, 93, 394-412
2. Galagan, Y.; de Vries, I. G.; Langen, A. P.; Andriessen, R.; Verhees, W. J. H.; Veenstra, S. C.; Kroon, J. M. Chem. Eng. Process. 2011, 50, 454-461
3. Bakulin, A. A.; Rao, A.; Pavelyev, V. G.; van Loosdrecht, P. H. M.; Pshenichnikov, M. S.; Niedzialek, D.; Cornil, J.; Beljonne, D.; Friend, R. H. Science 2012, 335, 1340-1344
4. Mauer, R.; Howard, I. A.; Laquai, F. J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 3500-3505
5. Guo, J.; Ohkita, H.; Benten, H.; Ito, S. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 6154-6164
6. Howard, I. A.; Mauer, R.; Meister, M.; Laquai, F. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 14866-14876
7. Peet, J.; Kim, J. Y.; Coates, N. E.; Ma, W. L.; Moses, D.; Heeger, A. J.; Bazan, G. C. Nat. Mater. 2007, 6, 497-500
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, 4250-4253
9. Zhou, H.; Yang, L.; Stuart, A. C.; Price, S. C.; Liu, S.; You, W. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 2995-2998
10. Amb, C. M.; Chen, S.; Graham, K. R.; Subbiah, J.; Small, C. E.; So, F.; Reynolds, J. R. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 10062-10065
11. Hou, J.; Chen, H.-Y.; Zhang, S.; Li, G.; Yang, Y. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 16144-16145
12. Dennler, G.; Scharber, M. C.; Brabec, C. J. Adv. Mater. 2009, 21, 1323-1338
13. Mühlbacher, D.; Scharber, M.; Morana, M.; Zhu, Z.; Waller, D.; Gaudiana, R.; Brabec, C. Adv. Mater. 2006, 18, 2884-2889
14. Albrecht, S.; Schäfer, S.; Lange, I.; Yilmaz, S.; Dumsch, I.; Allard, S.; Scherf, U.; Hertwig, A.; Neher, D. Org. Electron. 2012, 13, 615-622
15. Agostinelli, T.; Ferenczi, T. A. M.; Pires, E.; Foster, S.; Maurano, A.; Müller, C.; Ballantyne, A.; Hampton, M.; Lilliu, S.; Campoy-Quiles, M.; Azimi, H.; Morana, M.; Bradley, D. D. C.; Durrant, J.; Macdonald, J. E.; Stingelin, N.; Nelson, J. J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 2011, 49, 717-724
16. Morana, M.; Azimi, H.; Dennler, G.; Egelhaaf, H.-J.; Scharber, M.; Forberich, K.; Hauch, J.; Gaudiana, R.; Waller, D.; Zhu, Z.; Hingerl, K.; van Bavel, S. S.; Loos, J.; Brabec, C. J. Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 1180-1188
17. Lenes, M.; Morana, M.; Brabec, C. J.; Blom, P. W. M. Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 1106-1111
18. Li, Z.; McNeill, C. R. J. Appl. Phys. 2011, 109, 074513-074520
19. Cho, S.; Lee, J. K.; Moon, J. S.; Yuen, J.; Lee, K.; Heeger, A. J. Org. Electron. 2008, 9, 1107-1111
20. Hwang, I. W.; Cho, S.; Kim, J. Y.; Lee, K.; Coates, N. E.; Moses, D.; Heeger, A. J. J. Appl. Phys. 2008, 104, 33706-33714
21. Albrecht, S.; Schindler, W.; Kurpiers, J.; Kniepert, J.; Blakesley, J. C.; Dumsch, I.; Allard, S.; Fostiropoulos, K.; Scherf, U.; Neher, D. J. Phys. Chem. Lett. 2012, 640-645
22. Jamieson, F. C.; Agostinelli, T.; Azimi, H.; Nelson, J.; Durrant, J. R. J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 3306-3310
23. Clarke, T.; Ballantyne, A.; Jamieson, F.; Brabec, C.; Nelson, J.; Durrant, J. Chem. Commun. 2009, 89-91
24. Hwang, I. W.; Soci, C.; Moses, D.; Zhu, Z.; Waller, D.; Gaudiana, R.; Brabec, C. J.; Heeger, A. J. Adv. Mater. 2007, 19, 2307-2312
25. Grancini, G.; Martino, N.; Antognazza, M. R.; Celebrano, M.; Egelhaaf, H.-J.; Lanzani, G. J. Phys. Chem. C. 2012, 116, 9838-9844
26. Jarzab, D.; Cordella, F.; Gao, J.; Scharber, M.; Egelhaaf, H.-J.; Loi, M. A. Adv. Energy Mater. 2011, 1, 604-609
27. Scharber, M. C.; Lungenschmied, C.; Egelhaaf, H.-J.; Matt, G.; Bednorz, M.; Fromherz, T.; Gao, J.; Jarzab, D.; Loi, M. A. Energy Environ. Sci. 2011, 5077-5083
28. Deschler, F.; Da Como, E.; Limmer, T.; Tautz, R.; Godde, T.; Bayer, M.; von Hauff, E.; Yilmaz, S.; Allard, S.; Scherf, U.; Feldmann, J. Phys. Rev. Lett. 2011, 107, 127402-127405
29. Di Nuzzo, D.; Aguirre, A.; Shahid, M.; Gevaerts, V. S.; Meskers, S. C. J.; Janssen, R. A. J. Adv. Mater. 2010, 22, 4321-4324
30. Tasios, N.; Grigoriadis, C.; Hansen, M. R.; Wonneberger, H.; Li, C.; Spiess, H. W.; Müllen, K.; Floudas, G. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 7478-7487
31. Hansen, M. R.; Feng, X.; Macho, V.; Müllen, K.; Spiess, H. W.; Floudas, G. Phys. Rev. Lett. 2011, 107, 257801-257805
32. Saalwächter, K. Prog. Nucl. Magn. Reson. Spectrosc. 2007, 51, 1-35
33. Bohle, A.; Brunklaus, G.; Hansen, M. R.; Schleuss, T. W.; Kilbinger, A. F. M.; Seltmann, J.; Spiess, H. W. Macromolecules 2010, 43, 4978-4985
34. Rapp, A.; Schnell, I.; Sebastiani, D.; Brown, S. P.; Percec, V.; Spiess, H. W. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 13284-13297
35. Khan, M.; Enkelmann, V.; Brunklaus, G. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 5254-5263
36. Mafra, L.; Santos, S. M.; Siegel, R.; Alves, I.; Almeida Paz, F. A.; Dudenko, D.; Spiess, H. W. J. Am. Chem. Soc. 2011, 134, 71-74
37. Yang, C.; Hu, J. G.; Heeger, A. J. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 12007-12013
38. Nieuwendaal, R. C.; Ro, H. W.; Germack, D. S.; Kline, R. J.; Toney, M. F.; Chan, C. K.; Agrawal, A.; Gundlach, D.; VanderHart, D. L.; Delongchamp, D. M. Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 1255-1266
39. Chambon, S.; Mens, R.; Vandewal, K.; Clodic, E.; Scharber, M.; Lutsen, L.; Gelan, J.; Manca, J.; Vanderzande, D.; Adriaensens, P. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2012, 96, 210-217
40. Schmidt-Rohr, K.; Spiess, H. W. Multidimensional Solid-State NMR and Polymers; Academic Press Limited: London, U.K., 1994.
41. van Rossum, B. J.; Förster, H.; de Groot, H. J. M. J. Magn. Reson. 1997, 124, 516-519
42. Bielecki, A.; Kolbert, A. C.; Levitt, M. H. Chem. Phys. Lett. 1989, 155, 341-346
43. Vanlaeke, P.; Swinnen, A.; Haeldermans, I.; Vanhoyland, G.; Aernouts, T.; Cheyns, D.; Deibel, C.; D'Haen, J.; Heremans, P.; Poortmans, J.; Manca, J. V. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2006, 90, 2150-2158
44. Rogers, J. T.; Schmidt, K.; Toney, M. F.; Kramer, E. J.; Bazan, G. C. Adv. Mater. 2011, 23, 2284-2288
45. Rogers, J. T.; Schmidt, K.; Toney, M. F.; Bazan, G. C.; Kramer, E. J. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 2884-2887
46. Lu, H.; Akgun, B.; Russell, T. P. Adv. Energy Mater 2011, 1, 870-878
47. Lou, S. J.; Szarko, J. M.; Xu, T.; Yu, L.; Marks, T. J.; Chen, L. X. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 20661-20663
48. Dimitrov, S. D.; Nielsen, C. B.; Shoaee, S.; Shakya Tuladhar, P.; Du, J.; McCulloch, I.; Durrant, J. R. J. Phys. Chem. Lett. 2011, 3, 140-144
49. Albert-Seifried, S.; Friend, R. H. Appl. Phys. Lett. 2011, 98, 223304-223303
50. Zhang, F.; Jespersen, K. G.; Björström, C.; Svensson, M.; Andersson, M. R.; Sundström, V.; Magnusson, K.; Moons, E.; Yartsev, A.; Inganäs, O. Adv. Funct. Mater. 2006, 16, 667-674
51. Etzold, F.; Howard, I. A.; Mauer, R.; Meister, M.; Kim, T.-D.; Lee, K.-S.; Baek, N. S.; Laquai, F. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 9469-9479
52. Agostinelli, T.; Lilliu, S.; Labram, J. G.; Campoy-Quiles, M.; Hampton, M.; Pires, E.; Rawle, J.; Bikondoa, O.; Bradley, D. D. C.; Anthopoulos, T. D.; Nelson, J.; Macdonald, J. E. Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 1701-1708
53. Holcombe, T. W.; Norton, J. E.; Rivnay, J.; Woo, C. H.; Goris, L.; Piliego, C.; Griffini, G.; Sellinger, A.; Brédas, J.-L.; Salleo, A.; Fréchet, J. M. J. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 12106-12114
54. Pensack, R. D.; Guo, C.; Vakhshouri, K.; Gomez, E. D.; Asbury, J. B. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 4824-4831
55. Pal, S. K.; Kesti, T.; Maiti, M.; Zhang, F.; Inganäs, O.; Hellström, S.; Andersson, M. R.; Oswald, F.; Langa, F.; Österman, T.; Pascher, T.; Yartsev, A.; Sundström, V. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 12440-12451
56. Mauer, R.; Howard, I. A.; Laquai, F. J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 1736-1741