Overcoming efficiency challenges in organic solar cells: Rational development of conjugated polymers

Energy and Environmental Science

Volumn 5, Issue 8, 2012, Pages 8158-8170

  Son, Hae Jung ^a   Carsten, Bridget ^a   Jung, In Hwan ^a   Yu, Luping ^a  

^a UNIVERSITY OF CHICAGO   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CONVERSION EFFICIENCY; NANOSTRUCTURED MATERIALS; POLYMER FILMS; RESEARCH; STABILITY CRITERIA;

BLEND FILMS; COMMERCIAL APPLICATIONS; COST EFFECTIVE; DEVICE PROCESSING; DEVICE STABILITY; DEVICE STRUCTURES; DEVICE TECHNOLOGIES; LEVEL MATCHING; LIGHT-HARVESTING; MODULE EFFICIENCY; NANOMORPHOLOGIES; ORGANIC PHOTOVOLTAICS; ORGANIC SOLAR CELL; POLYMER CHAINS; POLYMER DESIGNS; POLYMER SOLAR CELLS; POWER CONVERSION EFFICIENCIES; RESEARCH EFFORTS; RESEARCH PROGRESS; WIDE SPREADS;

SOLAR CELLS;

COST-BENEFIT ANALYSIS; DISTILLATION; ENERGY EFFICIENCY; FUEL CELL; INTERDISCIPLINARY APPROACH; PERFORMANCE ASSESSMENT; PHOTOVOLTAIC SYSTEM; PHYSICAL PROPERTY; POLYMER; RENEWABLE RESOURCE; SOLAR POWER;

EID: 84864259959     PISSN: 17545692     EISSN: 17545706     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c2ee21608f     Document Type: Review

References (93)

1. F. C. Krebs, Polymer Photovoltaics A Practical Approach, SPIE Press, Bellingham, 2008
2. M. A. Green K. Emery Y. Hishikawa W. Warta E. D. Dunlop Prog. Photovoltaics 2011 19 565 572
3. B. C. Thompson J. M. J. Fréchet Angew. Chem., Int. Ed. 2008 47 58 77
4. S. Gunes H. Neugebauer N. S. Sariciftci Chem. Rev. 2007 107 1324 1338
5. H. Spangaard F. Krebs Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2004 83 125 146
6. H. Hoppe N. S. Sariciftci J. Mater. Res. 2004 19 1924 1945
7. C. J. Brabec N. S. Sariciftci J. C. Hummelen Adv. Funct. Mater. 2001 11 15 26
8. J. Y. Kim K. Lee N. E. Coates D. Moses T. Q. Nguyen M. Dante A. J. Heeger Science 2007 317 222 225
9. Y. Liang Z. Xu J. B. Xia S. T. Tsai Y. Wu G. Li C. Ray L. P. Yu Adv. Mater. 2010 22 E135 E138
10. H.-Y. Chen J. Hou S. Zhang Y. Liang G. Yang Y. Yang L. Yu Y. Wu G. Li Nat. Photonics 2009 3 649 653
11. R. F. Service Science 2011 332 293
12. T. Chu J. Lu S. Beaupr Y. Zhang J. Pouliot S. Wakim J. Zhou M. Leclerc Z. Li J. Ding Y. Tao J. Am. Chem. Soc. 2011 133 4250 4253
13. S. C. Price A. C. Stuart L. Yang H. Zhou W. You J. Am. Chem. Soc. 2011 133 4625 4631
14. H. Zhou Y. Yang A. C. Stuart S. C. Price S. Liu W. You Angew. Chem., Int. Ed. 2011 50 2995
15. Z. He C. Zhong X. Huang W.-Y. Wong H. Wu L. Chen S. Su Y. Cao Adv. Mater. 2011 23 4636 4643
16. C. E. Small S. Chen J. Subbiah C. M. Amb S.-W. Tsang T.-H. Lai J. R. Reynolds F. So Nat. Photonics 2012 6 115 120
17. L. Dou J. You J. Yang C.-C. Chen Y. He S. Murase T. Moriarty K. Emery G. Li Y. Yang Nat. Photonics 2012 6 180 185
18. G. Dennler M. C. Scharber C. J. Brabec Adv. Mater. 2009 21 1323 1338
19. J. Kalowekamo E. Baker Sol. Energy 2009 83 1224 1231
20. M. Scharber D. Muhlbacher M. Koppe P. Denk C. Waldauf A. J. Heeger C. Brabec Adv. Mater. 2006 18 789 794
21. K. M. Coakley M. D. McGehee Chem. Mater. 2004 16 4533 4542
22. G. Yu J. Gao J. C. Hummelen F. Wudl A. J. Heeger Science 1995 270 1789 1791
23. M. Muntwiler Q. Yang W. A. Tisdale X. Y. Zhu Phys. Rev. Lett. 2008 101 196403
24. E. R. Bittner R. J. G. Santos S. Karabunarliev J. Chem. Phys. 2005 122 214719
25. S. E. Gledhill B. Scott B. A. Gregg J. Mater. Res. 2005 20 3167 3179
26. J. M. Clarke J. R. Durrant Chem. Rev. 2010 110 6736 6767
27. J. D. Servaites M. A. Ratner T. J. Marks Energy Environ. Sci. 2011 4 4410 4422
28. M. Jorgensen K. Norrman F. C. Krebs Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2008 92 686 714
29. E. Bundgaard F. C. Krebs Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2007 91 954 985
30. Y.-J. Cheng S.-H. Yang C.-S. Hsu Chem. Rev. 2009 109 5868 5923
31. R. Kiebooms, R. Menon and K. Lee, "Chapter 1: Synthesis, Electrical, and Optical Properties of Conjugated Polymers", in Handbook of Advanced Electronic and Photonic Materials and Devices, ed., H. S. Nalwa, Academic Press, Conducting Polymers, 2001, vol. 8
32. J. Roncali Chem. Rev. 1997 97 173 205
33. J. Roncali Macromol. Rapid Commun. 2007 28 1761 1775
34. F. Wudl M. Kobayashi A. J. Heeger J. Org. Chem. 1984 49 3382 3384
35. M. Pomerantz X. Gu Synth. Met. 1997 84 243 247
36. M. Pomerantz B. Chaloner-Gill L. O. Harding J. J. Tseng W. J. Pomerantz Synth. Met. 1993 55 960 965
37. M. Chen E. Perzon M. R. Andersson S. Marcinkevicius S. K. M. Jonsson M. Fahlman M. Berggren Appl. Phys. Lett. 2004 84 3570 3572
38. C. Kitamura S. Tanaka Y. Yamashita Chem. Mater. 1996 8 570 578
39. G. Brocks A. Tol J. Phys. Chem. 1996 100 1838 1846
40. C. J. Brabec A. Cravino D. Meissner N. S. Sariciftci T. Fromherz M. Minse L. Sanchez J. C. Hummelen Adv. Funct. Mater. 2001 11 374 380
41. R. J. Waltman J. Bargon A. F. Diaz J. Phys. Chem. 1983 87 1459 1463
42. J. Roncali R. Garreau A. Yassar P. Marque F. Garnier M. Lemaire J. Phys. Chem. 1987 91 6706 6714
43. L. Groenendaal F. Jonas D. Freitag H. Pielartzik J. R. Reynolds Adv. Mater. 2000 12 481 494
44. S. Kirchmeyer K. Reuter J. Mater. Chem. 2005 15 2077 2088
45. J. L. Bredas A. J. Heeger F. Wudl J. Chem. Phys. 1986 85 4673 4678
46. J. L. Bredas Synth. Met. 1987 17 115 121
47. Y. Liang D. Q. Feng Y. Wu S.-T. Tsai G. Li C. Ray L. Yu J. Am. Chem. Soc. 2009 131 7792 7799
48. H. J. Son W. Wang T. Xu Y. Liang Y. Wu G. Li L. Yu J. Am. Chem. Soc. 2011 133 1885 1894
49. H. Zhou L. Yang S. Stoneking W. You ACS Appl. Mater. Interfaces 2010 2 1377 1383
50. M. Theander A. Yartsev D. Zigmantas V. Sundstrom W. Mammo M. R. Andersson O. Inganas Phys. Rev. B: Condens. Matter 2000 61 12957 12963
51. D. E. Markov E. Amsterdam P. W. M. Blom A. B. Sieval J. C. Hummelen J. Phys. Chem. A 2005 109 5266 5274
52. C. J. Brabec M. Heeney I. McCulloch J. Nelson Chem. Soc. Rev. 2011 40 1185 1199
53. I. Osaka R. D. McCullough Acc. Chem. Res. 2008 41 1202 1214
54. H. Brisset C. Thobie-Gautier A. Gorgues M. Jubault J. Roncali J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1994 1305 1306
55. E. Orti M. J. Sanchis P. M. Viruela R. Vituela Synth. Met. 1999 101 602 606
56. A. Zen J. Pflaum S. Hirschmann W. Zhuang F. Jaiser U. Asawapirom J. P. Rabe U. Scherf D. Neher Adv. Funct. Mater. 2004 14 757 764
57. W. Ma J. Y. Kim K. Lee A. J. Heeger Macromol. Rapid Commun. 2007 28 1776 1780
58. M. Koppe C. J. Brabec Macromolecules 2009 42 4661 4666
59. R. J. Kline M. D. McGehee E. N. Kadnikova J. Liu J. M. J. Fréchet M. F. Toney Macromolecules 2005 38 3312 3319
60. 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
61. K. Sivula C. K. Luscombe B. C. Thompson J. M. J. Fréchet J. Am. Chem. Soc. 2006 128 13988 13989
62. 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 7597
63. M. Koppe M. Scharber C. Brabec W. Duffy M. Heeney I. McCulloch Adv. Funct. Mater. 2007 17 1371 1376
64. 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 1173 1179
65. J. S. Kim Y. Lee J. H. Lee J. H. Park J. K. Kim K. Cho Adv. Mater. 2010 22 1355 1360
66. B. Carsten J. M. Szarko H. J. Son W. Wang L. Lu F. He B. S. Rolczynski S. J. Lou L. X. Chen L. Yu J. Am. Chem. Soc. 2011 133 20468 20475
67. H. Hoppe M. Niggemann C. Winder J. Kraut R. Hiesgh A. Hinsch D. Meissner N. S. Sariciftci Adv. Funct. Mater. 2004 14 1005 1011
68. X. Yang J. K. J. Van Duren R. A. J. Janssen M. A. J. Michels J. Loos Macromolecules 2004 37 2151 2158
69. C. H. Woo B. C. Thompson B. J. Kim M. F. Toney J. M. J. Fréchet J. Am. Chem. Soc. 2008 130 16324 16329
70. M. Drees H. Hoppe C. Winder H. Neugebauer N. S. Sariciftci W. Schwinger F. Schaffler C. Topf C. Scharber R. Gaudiana J. Mater. Chem. 2005 15 5158 5163
71. H. J. Son F. He B. Carsten L. Yu J. Mater. Chem. 2011 21 18934 18945
72. D. Gendron M. Leclerc Energy Environ. Sci. 2011 4 1225 1237
73. H.-L. Yip A. K.-Y. Jen Energy Environ. Sci. 2012 5 5994 6011
74. Y. Liang Y. Wu D. Feng S. Tsai H. Son G. Li L. Yu J. Am. Chem. Soc. 2009 131 56 57
75. J. Guo Y. Liang J. Szarko B. Lee H. J. Son B. S. Rolczynski L. Yu L. X. Chen J. Phys. Chem. B 2010 114 742 748
76. A. Dhanabalan D. Van K. J. Jeroen H. Van A. Paul D. Van L. J. Joost R. A. J. Janssen Adv. Funct. Mater. 2001 11 255 262
77. I. P. Murray S. J. Lou L. J. Cote S. Loser C. J. Kadleck T. Xu J. M. Szarko B. S. Rolczynski J. E. Johns J. Huang L. Yu L. X. Chen T. J. Marks M. C. Hersam J. Phys. Chem. Lett. 2011 2 3006 3012
78. J. M. Szarko J. Guo Y. Liang B. Lee B. S. Rolczynski J. Strzalka T. Xu S. Loser T. J. Marks L. Yu L. Chen Adv. Mater. 2010 22 5468 5472
79. S. J. Lou J. M. Szarko T. Xu L. Yu T. J. Marks L. X. Chen J. Am. Chem. Soc. 2011 133 20661 20663
80. Y. Zou A. Najari P. Berrouard S. Beaupre A. B. Reda Y. Tao M. Leclerc J. Am. Chem. Soc. 2010 132 5330 5331
81. 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 7597
82. H. Zhou L. Yang S. C. Price K. J. Knight W. You Angew. Chem., Int. Ed. 2010 49 7992 7995
83. M. Wang X. Hu P. Liu W. Li X. Gong F. Huang Y. Cao J. Am. Chem. Soc. 2011 133 9638
84. Z. Zhu D. Waller R. Gaudiana M. Morana D. Mühlbacher M. Scharber C. Brabec Macromolecules 2007 40 1981 1986
85. J. Peet J. Y. Kim N. E. Coates W. L. Ma D. Moses A. J. Heeger G. C. Bazan Nat. Mater. 2007 6 497 500
86. J. K. Lee W. L. Ma C. J. Brabec J. Yuen J. S. Moon J. Y. Kim K. Lee G. C. Bazan A. J. Heeger J. Am. Chem. Soc. 2008 130 3619 3623
87. J. T. Rogers K. Schmidt M. F. Toney E. J. Kramer G. C. Bazan Adv. Mater. 2011 23 2284 2288
88. H.-Y. Chen J. Hou A. E. Hayden H. Yang K. N. Houk Y. Yang Adv. Mater. 2010 22 371 375
89. J. Hou H. Y. Chen S. Zhang G. Li Y. Yang J. Am. Chem. Soc. 2008 130 16144 16145
90. B. Carsten H. He H. J. Son T. Xu L. Yu Chem. Rev. 2011 111 1493 1528
91. R. C. Coffin J. Peet J. Rogers G. C. Bazan Nat. Chem. 2009 1 657 661
92. C. M. Amb S. Chen K. R. Graham J. Subbiah C. E. Small F. So J. R. Reynolds J. Am. Chem. Soc. 2011 133 10062 10065
93. Z. Li S.-W. Tsang X. Du L. Scoles G. Robertson Y. Zhang F. Toll Y. Tao J. Lu J. Ding Adv. Funct. Mater. 2011 21 3331 3336