Energy level modulation of HOMO, LUMO, and band-gap in conjugated polymers for organic photovoltaic applications

Advanced Functional Materials

Volumn 23, Issue 4, 2013, Pages 439-445

  Kim, Bong Gi ^a   Ma, Xiao ^a   Chen, Chelsea ^a   Ie, Yutaka ^b,c   Coir, Elizabeth W ^a   Hashemi, Hossein ^a   Aso, Yoshio ^b   Green, Peter F ^a   Kieffer, John ^a   Kim, Jinsang ^a  

^a UNIVERSITY OF MICHIGAN   (United States)

^b OSAKA UNIVERSITY   (Japan)

^c JST PREST   (Japan)

Author keywords

conjugated polymers; organic electronics; photovoltaic devices; structure property relationships

Indexed keywords

ACCEPTOR GROUPS; CONJUGATED CHAIN; CONJUGATION LENGTH; DESIGN APPROACHES; DESIGN PRINCIPLES; DEVICE OPTIMIZATION; DFT CALCULATION; DONOR GROUPS; DONOR-ACCEPTORS; ELECTRONWITHDRAWING; GOOD CORRELATIONS; LUMO ENERGY LEVELS; MONOMER UNITS; ORGANIC ELECTRONICS; ORGANIC PHOTOVOLTAICS; PHOTOVOLTAIC DEVICES; POLYMER CHAINS; POLYMER LENGTH; POWER CONVERSION EFFICIENCIES; SPECIFIC BONDS; STRUCTURE PROPERTY RELATIONSHIPS;

CHARGE TRANSFER; CONJUGATED POLYMERS; CONVERSION EFFICIENCY; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; MONOMERS; SULFUR COMPOUNDS;

MODULATION;

EID: 84872409764     PISSN: 1616301X     EISSN: 16163028     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adfm.201201385     Document Type: Article

References (36)

1. H.-Y. Chen, J. Hou, S. Zhang, Y. Liang, G. Yang, Y. Yang, L. Yu, Y. Wu, G. Li, Nat. Photonics 2009, 3, 649
2. H. Zhou, L. Yang, A. C. Stuart, S. C. Price, S. Liu, W. You, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 2995.
3. Y. Zhang, J. Zou, H.-L. Yip, K.-S. Chen, D. F. Zeigler, Y. Sun, A. K.-Y. Jen, Chem. Mater. 2011, 23, 2289.
4. 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.
5. S. H. Park, A. Roy, S. Beaupré, S. Cho, N. Coates, J. S. Moon, D. Moses, M. Leclerc, K. Lee, A. J. Heeger, Nat. Photonics 2009, 3, 297
6. Y. Liang, Z. Xu, J. Xia, S.-T. Tsai, Y. Wu, G. Li, C. Ray, L. Yu, Adv. Mater. 2010, 22, E135.
7. A. Tada, Y. Geng, Q. Wei, K. Hashimoto, K. Tajima, Nat. Mater. 2011, 10, 450.
8. S. K. Pal, T. Kesti, M. Maiti, F. Zhang, O. Inganäs, S. Hellström, M. R. Andersson, F. Oswald, F. Langa, T. Österman, T. Pascher, A. Yartsev, V. Sundström, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 12440.
9. J.-L. Brédas, J. E. Norton, J. Cornil, V. Coropceanu, Acc. Chem. Res. 2009, 11, 1691.
10. D. H. Wang, D. Y. Kim, K. W. Choi, J. H. Seo, S. H. Im, J. H. Park, O. O. Park, A. J. Heeger, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 5519.
11. 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.
12. M. D. Perez, C. Borek, S. R. Forrest, M. E. Thompson, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 9281.
13. J. Peet, J. Y. Kim, N. E. Coates, W. L. Ma, D. Moses, A. J. Heeger, G. C. Bazan, Nat. Mater. 2007, 6, 497.
14. N. Blouin, A. Michaud, M. Leclerc, Adv. Mater. 2007, 19, 2295.
15. H. A. M. van Mullekom, J. A. J. M. Vekemans, E. E. Havinga, E. W. Meijer, Mater. Sci. Eng., A. 2001, 32, 1.
16. L.-L. Chua, J. Zaumseil, J.-F. Chang, E. C.-W. Ou, P. K.-H. Ho, H. Sirringhaus, R. H. Friend, Nature 2005, 434, 194.
17. C.-H. Chen, C.-H. Hsieh, M. Dubosc, Y.-J. Cheng, C.-S. Hsu, Macromolecules 2010, 43, 697.
18. K. C. Park, L. R. Dodd, K. Levon, T. K. Kwei, Macromolecules 1996, 29, 7149.
19. M. Leclerc, Adv. Mater. 1999, 11, 1941.
20. T. Huser, M. Yan, L. J. Rothberg, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2000, 97, 11187.
21. Y. Liang, Y. Wu, D. Feng, S.-T. Tsai, H.-J. Son, G. Li, L. Yu, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 56.
22. H. J. Son, F. He, B. Carsten, L. Yu, J. Mater. Chem. 2011, 21, 18934.
23. C. Risko, M. D. McGehee, J.-L. Brédas, Chem. Sci. 2011, 2, 1200.
24. A. Ajayaghosh, Chem. Soc. Rev. 2003, 32, 181.
25. M. C. Scharber, M. Koppe, J. Gao, F. Cordella, M. A. Loi, P. Denk, M. Morana, H.-J. Egelhaaf, K. Forberich, G. Dennler, R. Gaudiana, D. Waller, Z. Zhu, X. Shi, C. J. Brabec, Adv. Mater. 2010, 22, 367.
26. J. C. Bijleveld, M. Shahid, J. Gilot, M. M. Wienk, R. A. J. Janssen, Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 3262.
27. W. Yue, Y. Zhao, S. Shao, H. Tian, Z. Xie, Y. Geng, F. Wang, J. Mater. Chem. 2009, 19, 2199.
28. K. M. Noone, E. Strein, N. C. Anderson, P.-T. Wu, S. A. Jenekhe, D. S. Ginger, Nano Lett. 2010, 10, 2635.
29. W. Ma, J. Y. Kim, K. Lee, A. J. Heeger, Macromol. Rapid Commun. 2007, 28, 1776.
30. H. Zhou, L. Yang, S. Xiao, S. Liu, W. You, Macromolecules 2010, 43, 811.
31. B.-G. Kim, E.J. Jeong, H. J. Park, D. Bilby, L. J. Guo, J. Kim, ACS Appl. Mater. Interfaces 2011, 3, 674.
32. Gaussian 03, Revision C.02, M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel, G. E. Scuseria, M. A. Robb, J. R. Cheeseman Jr., J. A. Montgomery, T. Vreven, K. N. Kudin, J. C. Burant, J. M. Millam, S. S. Iyengar, J. Tomasi, V. Barone, B. Mennucci, M. Cossi, G. Scalmani, N. Rega, G. A. Petersson, h. Nakatsuji, M. Hada, M. Ehara, K. Toyota, R. Fukuda, J. Hasegawa, M. Ishida, T. Nakajima, Y. Honda, O. Kitao, H. Nakai, M. Klene, X. Li, J. E. Knox, H. P. Hratchian, J. B. Cross, V. Bakken, C. Adamo, J. Jaramillo, R. Gomperts, R. E. Stratmann, O. Yazyev, A. J. Austin, R. Cammi, C. Pomelli, J. W. Ochterski, P. Y. Ayala, K. Morokuma, G. A. Voth, P. Salvador, J. J. Dannenberg, V. G. Zakrzewski, S. Dapprich, A. D. Daniels, M. C. Strain, O. Farkas, D. K. Malick, A. D. Rabuck, K. Raghavachari, J. B. Foresman, J. V. Ortiz, Q. Cui, A. G. Baboul, S. Clifford, J. Cioslowski, B. B. Stefanov, G. Liu, A. Liashenko, P. Piskorz, I. Komaromi, R. L. Martin, D. J. Fox, T. Keith, M. A. Al-Laham, C. Y. Peng, A. Nanayakkara, M. Challacombe, P. M. W. Gill, B. Johnson, W. Chen, M. W. Wong, C. Gonzalez, J. A. Pople, Gaussian, Inc., Wallingford CT, USA 2004
33. J. J. P. Stewart, J. Comput. Chem. 1989, 10, 209.
34. A. D. Becke, J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648.
35. M. M. Francl, W. J. Pietro, W. J. Hehre, J. S. Binkley, M. S. Gordon, D. J. Defrees, J. A. Pople, J. Chem. Phys. 1982, 77, 3654.
36. W. J. Hehre, R. Ditchfie, J. A. Pople, J. Chem. Phys. 1972, 56, 2257.