Slow geminate-charge-pair recombination dynamics at polymer: Fullerene heterojunctions in efficient organic solar cells

Journal of Polymer Science, Part B: Polymer Physics

Volumn 50, Issue 20, 2012, Pages 1395-1404

  Provencher, Françoise ^a   Sakowicz, MacIej ^a   Brosseau, Colin Nadeau ^a   Latini, Gianluca ^b   Beaupré, Serge ^c   Leclerc, Mario ^c   Reynolds, Luke X ^d   Haque, Saif A ^d   Leonelli, Richard ^a   Silva, Carlos ^a  

^a UNIVERSITÉ DE MONTRÉAL   (Canada)

^b ISTITUTO ITALIANO DI TECNOLOGIA   (Italy)

^c UNIVERSITÉ LAVAL   (Canada)

^d IMPERIAL COLLEGE LONDON   (United Kingdom)

Author keywords

charge transfer excitons; materials science; organic solar cells; physical chemistry; physics; polaron pair recombination dynamics; polymer science technology; semiconductor polymers

Indexed keywords

CHARGE RECOMBINATIONS; DONOR-ACCEPTORS; ELECTRON DONOR ACCEPTORS; ELECTRON HOLE PAIRS; ELECTRONIC INTERACTIONS; EXCITON DISSOCIATION; FULLERENE DERIVATIVE; LOCALIZED STATE; ORGANIC SOLAR CELL; POLARON PAIRS; POLYMER SCIENCE; QUANTUM TUNNELING; RATE DISTRIBUTIONS; RECOMBINATION DYNAMICS; SEMICONDUCTOR POLYMERS; SUB-MICROSECOND; SUBNANOSECOND; TIME-RESOLVED PHOTOLUMINESCENCE; TIME-SCALES; TRANSIENT ABSORPTION SPECTROSCOPIES;

CHARGE TRANSFER; DYNAMICS; EXCITONS; FULLERENES; MATERIALS SCIENCE; PHYSICAL CHEMISTRY; PHYSICS; POLYMERS; SOLAR CELLS;

HETEROJUNCTIONS;

EID: 84866044720     PISSN: 08876266     EISSN: 10990488     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/polb.23139     Document Type: Article

References (60)

1. Park, S. H.; Roy, A.; Beaupré, S.; Cho, S.; Coates, N.; Moon, J. S.; Moses, D.; Leclerc, M.; Lee, K.; Heeger, A. J., Nat. Photon. 2009, 3, 297-302.
2. Chen, H.-Y.; Hou, J.; Zhang, S.; Liang, Y.; Yang, G.; Yang, Y.; Yu, L.; Wu, Y.; Li, G., Nat. Photon. 2009, 3, 649-653.
3. Liang, Y.; Xu, Z.; Xia, J.; Tsai, S.-T.; Wu, Y.; Li, G.; Ray, C.; Yu, L., Adv. Mater. 2010, 22, E135-E138.
4. Service, R. F., Science 2011, 332, 293.
5. Clarke, T. M.; Durrant, J. R., Chem. Rev. 2010, 110, 6736-6767.
6. Koster, L. J. A.; Kemerink, M.; Wienk, M. M.; Maturová, K.; Janssen, R. A. J., Adv. Mater. 2011, 23, 1670-1674.
7. Credgington, D.; Hamilton, R.; Atienzar, P.; Nelson, J.; Durrant, J. R., Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 2744-2753.
8. Goris, L.; Haenen, K.; Nesládek, M.; Wagner, P.; Vanderzande, D.; Schepper, L.; D'haen, J.; Lutsen, L.; Manca, J., J. Mater. Sci. 2005, 40, 1413-1418.
9. Benson-Smith, J. J.; Goris, L.; Vandewal, K.; Haenen, K.; Manca, J. V.; Vanderzande, D.; Bradley, D. D. C.; Nelson, J., Adv. Funct. Mater. 2007, 17, 451-457.
10. Veldman, D.; Ipek, O.; Meskers, S.; Sweelssen, J.; Koetse, M.; Veenstra, S.; Kroon, J.; Bavel, S.; Loos, J.; Janssen, R., J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 7721-7735.
11. Ohkita, H.; Cook, S.; Astuti, Y.; Duffy, W.; Tierney, S.; Zhang, W.; Heeney, M.; McCulloch, I.; Nelson, J.; Bradley, D., J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 3030-3042.
12. Hwang, I. W.; Moses, D.; Heeger, A. J., J. Phys. Chem. C 2008, 112, 4350-4354.
13. Bakulin, A. A.; Martyanov, D.; Paraschuk, D. Y.; van Loosdrecht, P. H. M.; Pshenichnikov, M. S., Chem. Phys. Lett. 2009, 482, 99-104.
14. Hallermann, M.; Haneder, S.; Como, E. D., Appl. Phys. Lett. 2008, 93, 053307.
15. Brédas, J.; Norton, J.; Cornil, J.; Coropceanu, V., Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1691-1699.
16. Gonzalez-Rabade, A.; Morteani, A. C.; Friend, R. H., Adv. Mater. 2009, 21, 3924-3927.
17. Sreearunothai, P.; Morteani, A. C.; Avilov, I.; Cornil, J.; Beljonne, D.; Friend, R. H.; Phillips, R. T.; Silva, C.; Herz, L. M., Phys. Rev. Lett. 2006, 96, 117403.
18. Gélinas, S.; Paré-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.
19. Morteani, A. C.; Sreearunothai, P.; Herz, L. M.; Friend, R. H.; Silva, C., Phys. Rev. Lett. 2004, 92, 247402.
20. Hallermann, M.; Da Como, E.; Feldmann, J.; Izquierdo, M.; Filippone, S.; Martín, N.; Jüchter, S.; von Hauff, E.,; App. Phys. Lett. 2010, 97, 023301.
21. Vandewal, K.; Gadisa, A.; Oosterbaan, W.; Bertho, S.; Banishoeib, F.; Van Severen, I.; Lutsen, L.; Cleij, T.; Vanderzande, D.; Manca, J., Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 2064-2070.
22. Vandewal, K.; Tvingstedt, K.; Gadisa, A.; Inganäs, O.; Manca, J. V., Nat. Mater. 2009, 8, 904-909.
23. Vandewal, K.; Tvingstedt, K.; Gadisa, A.; Inganäs, O.; Manca, J. V., Phys. Rev. B 2010, 81, 125204.
24. Aryanpour, K.; Psiachos, D.; Mazumdar, S., Phys. Rev. B 2010, 81, 085407.
25. Hallermann, M.; Como, E. D.; Feldmann, J.; Izquierdo, M.; Filippone, S.; Martín, N.; Jüchter, S.; von Hauff, E., Appl. Phys. Lett. 2010, 97, 023301.
26. Lee, J.; Vandewal, K.; Yost, S.; Bahlke, M.; Goris, L.; Baldo, M.; Manca, J.; Van Voorhis, T., J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 11878-11880.
27. Chu, T.-Y.; Alem, S.; Verly, P. G.; Wakim, S.; Lu, J.; Tao, Y.; Beaupré, S.; Leclerc, M.; Bélanger, F.; Désilets, D.; Rodman, S.; Waller, D.; Gaudiana, R., Appl. Phys. Lett. 2009, 95, 063304.
28. Sun, Y.; Seo, J. H.; Takacs, C. J.; Seifter, J.; Heeger, A. J., Adv. Mater. 2011, 23, 1679-1683.
29. Cho, S.; Seo, J. H.; Park, S. H.; Beaupré, S.; Leclerc, M.; Heeger, A. J.,; Adv. Mater. 2010, 22, 1253-1257.
30. Street, R.; Song, K.; Northrup, J.; Cowan, S., Phys. Rev. B 2011, 83, 165207.
31. Li, Z.; McNeill, C. R., J. Appl. Phys. 2011, 109, 074513.
32. Banerji, N.; Cowan, S.; Leclerc, M.; Vauthey, E.; Heeger, A. J., J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 17459-17470.
33. Tong, M.; Coates, N.; Moses, D.; Heeger, A.; Beaupré, S.; Leclerc, M., Phys. Rev. B 2010, 81, 125210.
34. 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.
35. Street, R. A.; Cowan, S.; Heeger, A. J., Phys. Rev. B 2010, 82, 121301.
36. Clarke, T. M.; Ballantyne, A.; Shoaee, S.; Soon, Y. W.; Duffy, W.; Heeney, M.; Mcculloch, I.; Nelson, J.; Durrant, J. R., Adv. Mater. 2010, 22, 5287-5291.
37. Blouin, N.; Michaud, A.; Leclerc, M., Adv. Mater. 2007, 19, 2295-2300.
38. Kallel, H.; Latini, G.; Paquin, F.; Rinfret, R.; Stingelin, N.; Silva, C., arXiv:1007.3035v2 [cond-mat.mtrl-sci] 2010, 1007, 3035.
39. Huang, Y.-S.; Westenhoff, S.; Avilov, I.; Sreearunothai, P.; Hodgkiss, J. M.; Deleener, C.; Friend, R. H.; Beljonne, D., Nat. Mat. 2008, 7, 483-489.
40. Tamura, H.; Ramon, J.; Bittner, E.; Burghardt, I., Phys. Rev. Lett. 2008, 100, 107402.
41. Drori, T.; Sheng, C.-X.; Ndobe, A.; Singh, S.; Holt, J.; Vardeny, Z., Phys. Rev. Lett. 2008, 101, 037401.
42. Morteani, A. C.; Dhoot, A. S.; Kim, J. S.; Silva, C.; Greenham, N. C.; Murphy, C.; Moons, E.; Ciná, S.; Burroughes, J. H.; Friend, R. H., Adv. Mater. 2003, 15, 1708-1712.
43. Zhu, X. Y.; Yang, Q.; Muntwiler, M., Acc. Chem. Res 2009, 42, 1779-1787.
44. Hallermann, M.; Kriegel, I.; Como, E. D.; Berger, J. M.; Hauff, E. V.; Feldmann, J., Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 3662-3668.
45. Tvingstedt, K.; Vandewal, K.; Gadisa, A.; Zhang, F.; Manca, J.; Inganas, O., J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 11819-11824.
46. Veldman, D.; Meskers, S. C. J.; Janssen, R. A. J., Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 1939-1948.
47. Morteani, A.; Ho, P.; Friend, R.; Silva, C., App. Phys. Lett. 2005, 86, 163501.
48. Tvingstedt, K.; Vandewal, K.; Zhang, F.; Inganäs, O., J. Phys. Chem. C 2010, 114, 21824.
49. Jarzab, D.; Cordella, F.; Gao, J.; Scharber, M.; Egelhaaf, H. J., Loi, M., A. Adv. Enegy. Mater. 2011, 1, 604-609.
50. Beljonne, D.; Cornil, J.; Muccioli, L.; Zannoni, C.; Brédas, J. L.; Castet, F., Chem. Mater. 2011, 23, 591-609.
51. Tamura, H.; Ramon, J. G. S.; Bittner, E. R.; Burghardt, I., J. Phys. Chem. B 2008, 112, 495-506.
52. Tachiya, M.; Seki, K., App. Phys. Lett. 2009, 94, 081104.
53. Tachiya, M.; Seki, K., Phys. Rev. B 2010, 82, 085201.
54. Hallermann, M.; Deschler, F.; Berger, J.; von Hauff, E.; Da Como, E., MRS Proceedings 2011, 1286, mrsf10-1286-e 02-02.
55. Clarke, T. M.; Jamieson, F. C.; Durrant, J. R., J. Phys. Chem. C 2009, 113, 20934-20941.
56. Leong, W. L.; Hernandez-Sosa, G.; Cowan, S. R.; Moses, D.; Heeger, A. J., Adv. Mater. 2012, 24, 2273-2277.
57. Marshall, J.; Michiel, H.; Adriaenssens, G. J., Philos. Mag. B 1983, 47, 211-223.
58. Eng, M. P.; Barnes, P. R. F.; Durrant, J. R., J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 3096-3100.
59. Brosseau, C. N.; Perrin, M.; Silva, C.; Leonelli, R., Phys. Rev. B 2010, 82, 085305.
60. 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.