Formation of the donor-acceptor charge-transfer exciton and its contribution to charge photogeneration and recombination in small-molecule bulk heterojunctions

Journal of Physical Chemistry C

Volumn 116, Issue 34, 2012, Pages 18108-18116

  Kendrick, M J ^a   Neunzert, A ^a   Payne, M M ^b   Purushothaman, B ^b   Rose, B D ^c   Anthony, J E ^b   Haley, M M ^c   Ostroverkhova, O ^a  

^a OREGON STATE UNIVERSITY   (United States)

^b UNIVERSITY OF KENTUCKY   (United States)

^c UNIVERSITY OF OREGON   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BULK HETEROJUNCTION; CHARGE PHOTOGENERATION; CHARGE RECOMBINATIONS; CONTINUOUS WAVES; DONOR-ACCEPTORS; E-FIELD; EXCIPLEXES; EXCITON DISSOCIATION; EXCITON FORMATION; FAST CHARGES; LUMO ENERGY; SMALL MOLECULES;

CHARGE CARRIERS; CHARGE TRANSFER; DYNAMICS; ELECTRIC FIELDS; HETEROJUNCTIONS; SEMICONDUCTOR QUANTUM WELLS; SEPARATION;

EXCITONS;

EID: 84865740732     PISSN: 19327447     EISSN: 19327455     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp305913s     Document Type: Article

References (57)

1. Forrest, S. R. Nature 2004, 428, 911
2. Katz, H. E.; Huang, J. Annu. Rev. Mater. Res. 2009, 39, 71
3. Heeger, A. J. Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 2354
4. Kim, Y.; Ballarotto, M.; Park, D.; Du, M.; Cao, W.; Lee, C. H.; Herman, W. N.; Romero, D. B. Appl. Phys. Lett. 2007, 91, 193510
5. Ostroverkhova, O.; Moerner, W. E. Chem. Rev. 2004, 104, 3267
6. Clarke, T. M.; Durrant, J. R. Chem. Rev. 2010, 110, 6736
7. Walker, B.; Kim, C.; Nguyen, T. Q. Chem. Mater. 2011, 23, 470
8. Anthony, J. E. Chem. Mater. 2011, 23, 583
9. Roncali, J. Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1719
10. Lloyd, M. T.; Anthony, J. E.; Malliaras, G. G. Mater. Today 2007, 10, 34
11. Sun, Y.; Welch, G.; Leong, W.; Takacs, C.; Bazan, G.; Heeger, A. J. Nat. Mater. 2012, 11, 44
12. Mishra, A.; Bauerle, P. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 2020
13. Lim, Y. F.; Shu, Y.; Parkin, S. R.; Anthony, J. E.; Malliaras, G. G. J. Mater. Chem. 2009, 19, 3049
14. Shu, Y.; Lim, Y. F.; Li, Z.; Purushothaman, B.; Hallani, R.; Kim, J. E.; Parkin, S. R.; Malliaras, G. G.; Anthony, J. E. Chem. Sci. 2011, 2, 363
15. Shoaee, S.; Eng, M. P.; Espildora, E.; Delgado, J. L.; Campo, B.; Martin, N.; Vanderzande, D.; Durrant, J. R. Energy Environ. Sci. 2010, 3, 971
16. Ohkita, H.; Cook, S.; Astuti, Y.; Duffy, W.; Tierney, S.; Zhang, W.; Heeney, M.; McCulloch, I.; Nelson, J.; Bradley, D. D. C.; Durrant, J. R. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 3030
17. Holcombe, T. W.; Norton, J. E.; Rivnay, J.; Woo, C. H.; Goris, L.; Piliego, C.; Griffini, G.; Sellinger, A.; Bredas, J. L.; Salleo, A.; Frechet, J. M. J. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 12106
18. Beljonne, D.; Cornil, J.; Muccioli, L.; Zannoni, C.; Bredas, J. L.; Castet, F. Chem. Mater. 2011, 23, 591
19. Beaujuge, P. M.; Frechet, J. M. J. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 20009
20. Deibel, C.; Strobel, T.; Dyakonov, V. Adv. Mater. 2010, 22, 4097
21. Bredas, J. L.; Norton, J. E.; Cornil, J.; Coropceanu, V. Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1691
22. Zhu, X. Y.; Yang, Q.; Muntwiler, M. Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1779
23. Paquin, F.; Latini, G.; Sakowicz, M.; Karsenti, P. L.; Wang, L.; Beljonne, D.; Stingelin, N.; Silva, C. Phys. Rev. Lett. 2011, 106, 197401
24. Morteani, A. C.; Sreearunothai, P.; Herz, L. M.; Friend, R. H.; Silva, C. Phys. Rev. Lett. 2004, 92, 247402
25. Veldman, D.; Ipek, O.; Meskers, S. C. J.; Sweelssen, J.; Koetse, M. M.; Veenstra, S. C.; Kroon, J. M.; van Bavel, S. S.; Loos, J.; Janssen, R. A. J. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 7721
26. Lee, J.; Vandewal, K.; Yost, S. R.; Bahlke, M. E.; Goris, L.; Baldo, M. A.; Manca, J.; Van Voorhis, T. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 11878
27. Veldman, D.; Meskers, S. C. J.; Janssen, R. A. J. Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 1939
28. Pensack, R. D.; Asbury, J. B. Chem. Phys. Lett. 2011, 515, 197
29. Devizis, A.; Serbenta, A.; Peckus, D.; Thiessen, A.; Alle, R.; Meerholz, K.; Hertel, D.; Gulbinas, V. J. Chem. Phys. 2010, 133, 164904
30. Yin, C.; Kietzke, T.; Neher, D.; Horhold, H. H. Appl. Phys. Lett. 2007, 90, 133502
31. 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
32. Faist, M. A.; Kirchartz, T.; Gong, W.; Ashraf, R. S.; McCulloch, I.; de Mello, J. C.; Ekins-Daukes, N. J.; Bradley, D. D. C.; Nelson, J. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 685
33. Sanchez-Diaz, A.; Pacios, R.; Munecas, U.; Torres, T.; Palomares, E. Org. Electron. 2011, 12, 329
34. Shepherd, W. E. B.; Platt, A. D.; Kendrick, M. J.; Loth, M. A.; Anthony, J. E.; Ostroverkhova, O. J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 362
35. Platt, A. D.; Kendrick, M. J.; Loth, M.; Anthony, J. E.; Ostroverkhova, O. Phys. Rev. B 2011, 84, 235209
36. Park, S. K.; Mourey, D. A.; Subramanian, S.; Anthony, J. E.; Jackson, T. N. Appl. Phys. Lett. 2008, 93, 043301
37. Gundlach, D. J.; Royer, J. E.; Park, S. K.; Subramanian, S.; Jurchescu, O. D.; Hamadani, B. H.; Moad, A. J.; Kline, R. J.; Teague, L. C.; Kirillov, O.; Richter, C. A.; Kushmerick, J. G.; Richter, L. J.; Parkin, S. R.; Jackson, T. N.; Anthony, J. E. Nat. Mater. 2008, 7, 216
38. Platt, A. D.; Day, J.; Subramanian, S.; Anthony, J. E.; Ostroverkhova, O. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 14006
39. Shepherd, W. E. B.; Platt, A. D.; Hofer, D.; Ostroverkhova, O.; Loth, M.; Anthony, J. E. Appl. Phys. Lett. 2010, 97, 163303
40. Anthony, J. E.; Eaton, D. L.; Parkin, S. R. Org. Lett. 2002, 4, 15
41. Anthony, J. E.; Brooks, J. S.; Eaton, D. L.; Parkin, S. R. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 9482
42. Swartz, C. R.; Parkin, S. R.; Bullock, J. E.; Anthony, J. E.; Mayer, A. C.; Malliaras, G. G. Org. Lett. 2005, 7, 3163
43. Purushothaman, B.; Park, S. R.; Kendrick, M. J.; David, D.; Ward, J. W.; Yu, L.; Stingelin, N.; Jurchescu, O. D.; Ostroverkhova, O.; Anthony, J. E. Chem. Commun. 2012, 48, 8261
44. Chase, D. T.; Fix, A. G.; Rose, B. D.; Weber, C. D.; Nobusue, S.; Stockwell, C. E.; Zakharov, L. N.; Lonergan, M. C.; Haley, M. M. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 11103
45. Chase, D. T.; Rose, B. D.; McClintock, S. P.; Zakharov, L. N.; Haley, M. M. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 1127
46. Kline, R. J.; Hudson, S. D.; Zhang, X. R.; Gundlach, D. J.; Moad, A. J.; Jurchescu, O. D.; Jackson, T. N.; Subramanian, S.; Anthony, J. E.; Toney, M. F.; Richter, L. J. Chem. Mater. 2011, 23, 1194
47. Kleemann, H.; Schuenemann, C.; Zakhidov, A. A.; Riede, M.; Lussem, B.; Leo, K. Org. Electron. 2012, 13, 58
48. Veldman, D.; Bastiaansen, J.; Lageveld-Voss, B.; Sweelssen, J.; Koetse, M.; Meskers, S. C. J.; Janssen, R. A. J. Thin Solid Films 2006, 511-512, 581
49. Halls, J. J. M.; Cornil, J.; dos Santos, D. A.; Silbey, R. J.; Hwang, D. H.; Holmes, A. B.; Bredas, J. L.; Friend, R. H. Phys. Rev. B 1999, 60, 5721
50. Day, J.; Platt, A. D.; Ostroverkhova, O.; Subramanian, S.; Anthony, J. E. Appl. Phys. Lett. 2009, 94, 013306
51. Rispens, M. T.; Meetsma, A.; Rittberger, R.; Brabec, C. J.; Sariciftci, N. S.; Hummelen, J. C. Chem. Commun. 2003, 2116
52. Day, J.; Subramanian, S.; Anthony, J. E.; Lu, Z.; Twieg, R. J.; Ostroverkhova, O. J. Appl. Phys. 2008, 103, 123715
53. Day, J.; Platt, A. D.; Subramanian, S.; Anthony, J. E.; Ostroverkhova, O. J. Appl. Phys. 2009, 105, 103703
54. Cooke, D. G.; Krebs, F. C.; Jepsen, P. U. Phys. Rev. Lett. 2012, 108, 056603
55. Ostroverkhova, O.; Cooke, D. G.; Shcherbyna, S.; Egerton, R. F.; Hegmann, F. A.; Tykwinski, R. R.; Anthony, J. E. Phys. Rev. B 2005, 71, 035204
56. Tsutsumi, J.; Yamada, T.; Matsui, H.; Haas, S.; Hasegawa, T. Phys. Rev. Lett. 2010, 105, 226601
57. 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