Improved open-circuit voltage in polymer/oxide-nanoarray hybrid solar cells by formation of homogeneous metal oxide core/shell structures

ACS Applied Materials and Interfaces

Volumn 5, Issue 8, 2013, Pages 3246-3254

  Wu, Fan ^a   Cui, Qi ^a   Qiu, Zeliang ^a   Liu, Changwen ^a   Zhang, Hui ^a   Shen, Wei ^a   Wang, Mingtai ^a  

^a INSTITUTE OF PLASMA PHYSICS   (China)

Author keywords

electron mobility; interface; metal oxide; nanoarray; solar cells

Indexed keywords

CONDUCTION BAND EDGE; CORE/SHELL STRUCTURE; METAL OXIDES; NANOARRAYS; PHOTOGENERATED ELECTRONS; SINGLE-CRYSTALLINE NANORODS; SOLVOTHERMAL REACTIONS; SPACE-CHARGE-LIMITED CURRENT;

AGGLOMERATION; ELECTRIC CONDUCTIVITY; ELECTRON MOBILITY; HETEROJUNCTIONS; INTERFACES (MATERIALS); METALLIC COMPOUNDS; NANORODS; OPEN CIRCUIT VOLTAGE; POLYMERS;

SOLAR CELLS;

EID: 84876715272     PISSN: 19448244     EISSN: 19448252     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/am400281s     Document Type: Article

References (80)

1. Xu, T.; Qiao, Q. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 2700-2720
2. Huang, J.; Yin, Z.; Zheng, Q. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 3861-3877
3. Beek, W. J. E.; Wienk, M. M.; Janssen, R. A. J. Adv. Funct. Mater. 2006, 16, 1112-1116
4. Weickert, J.; Dunbar, R. B.; Hesse, H. C.; Wiedemann, W.; Schmidt-Mende, L. Adv. Mater. 2011, 23, 1810-1828
5. Yu, M.; Long, Y.-Z.; Sun, B.; Fan, Z. Nanoscale 2012, 4, 2783-2796
6. Zhang, Q.; Yodyingyong, S.; Xi, J.; Myers, D.; Cao, G. Nanoscale 2012, 4, 1436-1445
7. Liu, J.; Wang, S.; Bian, Z.; Shan, M.; Huang, C. Appl. Phys. Lett. 2009, 94, 173107
8. Ravirajan, P.; Peiró, A. M.; Nazeeruddin, M. K.; Graetzel, M.; Bradley, D. D. C.; Durrant, J. R.; Nelson, J. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 7635-7639
9. Olson, D. C.; Lee, Y. J.; White, M. S.; Kopidakis, N.; Shaheen, S. E.; Ginley, D. S.; Voigt, J. A.; Hsu, J. W. P. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 9544-9547
10. Williams, S. S.; Hampton, M. J.; Gowrishankar, V.; Ding, I. K.; Templeton, J. L.; Samulski, E. T.; DeSimone, J. M.; McGehee, M. D. Chem. Mater. 2008, 20, 5229-5234
11. Kuo, C. Y.; Tang, W. C.; Gau, C.; Guo, T. F.; Jeng, D. Z. Appl. Phys. Lett. 2008, 93, 033307
12. Takanezawa, K.; Tajima, K.; Hashimoto, K. Appl. Phys. Lett. 2008, 93, 063308
13. Bi, D.; Wu, F.; Qu, Q.; Yue, W.; Cui, Q.; Shen, W.; Chen, R.; Liu, C.; Qiu, Z.; Wang, M. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 3745-3752
14. Thitima, R.; Patcharee, C.; Takashi, S.; Susumu, Y. Solid-State Electron. 2009, 53, 176-180
15. Liao, W.-P.; Hsu, S.-C.; Lin, W.-H.; Wu, J.-J. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 15938-15945
16. Greene, L. E.; Law, M.; Yuhas, B. D.; Yang, P. D. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 18451-18456
17. Lee, Y. J.; Davis, R. J.; Lloyd, M. T.; Provencio, P. P.; Prasankumar, R. P.; Hsu, J. W. P. IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2010, 16, 1587-1594
18. Wang, L.; Zhao, D.; Su, Z.; Li, B.; Zhang, Z.; Shen, D. J. Electrochem. Soc. 2011, 158, H804-H807
19. Hao, Y. Z.; Pei, J.; Wei, Y.; Cao, Y. H.; Jiao, S. H.; Zhu, F.; Li, J. J.; Xu, D. H. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 8622-8625
20. Wang, J.; Zhang, T.; Wang, D.; Pan, R.; Wang, Q.; Xia, H. Chem. Phys. Lett. 2012, 541, 105-109
21. Wang, L.; Zhao, D.; Su, Z.; Shen, D. Nanoscale Res. Lett. 2012, 7, 106
22. Fan, X.; Zhang, M.-L.; Shafiq, I.; Zhang, W.-J.; Lee, C.-S.; Lee, S.-T. Adv. Mater. 2009, 21, 2393-2396
23. Wang, K.; Chen, J. J.; Zeng, Z. M.; Tarr, J.; Zhou, W. L.; Zhang, Y.; Yan, Y. F.; Jiang, C. S.; Pern, J.; Mascarenhas, A. Appl. Phys. Lett. 2010, 96, 123105
24. Brabec, C. J.; Cravino, A.; Meissner, D.; Sariciftci, N. S.; Fromherz, T.; Rispens, M. T.; Sanchez, L.; Hummelen, J. C. Adv. Funct. Mater. 2001, 11, 374-380
25. Olson, D. C.; Shaheen, S. E.; White, M. S.; Mitchell, W. J.; van Hest, M. F. A. M.; Collins, R. T.; Ginley, D. S. Adv. Funct. Mater. 2007, 17, 264-269
26. Goh, C.; Scully, S. R.; McGehee, M. D. J. Appl. Phys. 2007, 101, 114503
27. Vaynzof, Y.; Kabra, D.; Zhao, L.; Ho, P. K. H.; Wee, A. T. S.; Friend, R. H. Appl. Phys. Lett. 2010, 97, 033309
28. Ruankham, P.; Macaraig, L.; Sagawa, T.; Nakazumi, H.; Yoshikawa, S. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 23809-23816
29. Koster, L. J. A.; van Strien, W. J.; Beek, W. J. E.; Blom, P. W. M. Adv. Funct. Mater. 2007, 17, 1297-1302
30. Mandoc, M. M.; Koster, L. J. A.; Blom, P. W. M. Appl. Phys. Lett. 2007, 90, 133504
31. Shao, S. Y.; Liu, F. M.; Xie, Z. Y.; Wang, L. X. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 9161-9166
32. Wu, F.; Shen, W.; Cui, Q.; Bi, D. Q.; Yue, W. J.; Qu, Q. Y.; Wang, M. T. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 20225-20235
33. Liu, B.; Aydil, E. S. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 3985-3990
34. Wu, F.; Yue, W.; Cui, Q.; Liu, C.; Qiu, Z.; Shen, W.; Zhang, H.; Wang, M. Sol. Energy 2012, 86, 1459-1469
35. Greene, L. E.; Law, M.; Tan, D. H.; Montano, M.; Goldberger, J.; Somorjai, G.; Yang, P. D. Nano Lett. 2005, 5, 1231-1236
36. Greene, L. E.; Law, M.; Goldberger, J.; Kim, F.; Johnson, J. C.; Zhang, Y.; Saykally, R. J.; Yang, P. Angew. Chem., Int. Ed. 2003, 42, 3031-3034
37. Wang, Z.-Q.; Ge, R.-P.; Gong, J.-F.; Gu, S.-L.; Yang, S.-G. Mater. Lett. 2012, 82, 29-32
38. Xu, X.; Xu, C.; Lin, Y.; Ding, T.; Fang, S.; Shi, Z.; Xia, W.; Hu, J. Appl. Phys. Lett. 2012, 100, 172401
39. Willander, M.; Nur, O.; Zhao, Q. X.; Yang, L. L.; Lorenz, M.; Cao, B. Q.; Zúñiga Pérez, J.; Czekalla, C.; Zimmermann, G.; Grundmann, M.; Bakin, A.; Behrends, A.; Al-Suleiman, M.; El-Shaer, A.; Che Mofor, A.; Postels, B.; Waag, A.; Boukos, N.; Travlos, A.; Kwack, H. S.; Guinard, J.; Le Si Dang, D. Nanotechnology 2009, 20, 332001
40. Usui, H. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 9060-9065
41. Liu, Y.; Morishima, T.; Yatsui, T.; Kawazoe, T.; Ohtsu, M. Nanotechnology 2011, 22, 215605
42. Kim, H.; Jeong, H.; An, T. K.; Park, C. E.; Yong, K. ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 5, 268-275
43. Olson, D. C.; Shaheen, S. E.; Collins, R. T.; Ginley, D. S. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 16670-16678
44. Markov, D. E.; Tanase, C.; Blom, P. W. M.; Wildeman, J. Phys. Rev. B 2005, 72, 045217
45. Lewis, A. J.; Ruseckas, A.; Gaudin, O. P. M.; Webster, G. R.; Burn, P. L.; Samuel, I. D. W. Org. Electron. 2006, 7, 452-456
46. Hwang, I.; Scholes, G. D. Chem. Mater. 2011, 23, 610-620
47. Cui, Q.; Liu, C.; Wu, F.; Yue, W.; Qiu, Z.; Zhang, H.; Gao, F.; Shen, W.; Wang, M. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 5626-5637
48. Tress, W.; Petrich, A.; Hummert, M.; Hein, M.; Leo, K.; Riede, M. Appl. Phys. Lett. 2011, 98, 063301
49. Mihailetchi, V. D.; Xie, H. X.; de Boer, B.; Koster, L. J. A.; Blom, P. W. M. Adv. Funct. Mater. 2006, 16, 699-708
50. Kim, M.-S.; Kim, B.-G.; Kim, J. ACS Appl. Mater. Interfaces 2009, 1, 1264-1269
51. Mihailetchi, V. D.; Blom, P. W. M.; Hummelen, J. C.; Rispens, M. T. J. Appl. Phys. 2003, 94, 6849-6854
52. Mingebach, M.; Deibel, C.; Dyakonov, V. Phys. Rev. B 2011, 84, 153201
53. Melzer, C.; Koop, E. J.; Mihailetchi, V. D.; Blom, P. W. M. Adv. Funct. Mater. 2004, 14, 865-970
54. Mihailetchi, V. D.; van Duren, J. K. J.; Blom, P. W. M.; Hummelen, J. C.; Janssen, R. A. J.; Kroon, J. M.; Rispens, M. T.; Verhees, W. J. H.; Wienk, M. M. Adv. Funct. Mater. 2003, 13, 43-46
55. Koster, L. J. A.; van Strien, W. J.; Beek, W. J. E.; Blom, P. W. M. Adv. Funct. Mater. 2007, 7, 1297-1302
56. Shi, Q.; Hou, Y.; Lu, J.; Jin, H.; Li, Y.; Li, Y.; Sun, X.; Liu, J. Chem. Phys. Lett. 2006, 425, 353-355
57. Li, M. H.; Chen, H.-L.; Huang, Y.-F.; Chuang, W.-T.; Chen, Y.-R.; Tsai, H.-S.; Semenikhin, O. A.; White, J. D. Chem. Phys. Lett. 2011, 505, 100-105
58. Ramsdale, C. M.; Barker, J. A.; Arias, A. C.; MacKenzie, J. D.; Friend, R. H.; Greenham, N. C. J. Appl. Phys. 2002, 92, 4266-4270
59. Moliton, A.; Nunzi, J.-M. Polym. Int 2006, 55, 583-600
60. Ramsdale, C. M.; Arias, A. C.; MacKenzie, J. D.; Friend, R. H.; Greenham, N. C. Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 2002, 725, 179-190
61. Krüger, J.; Bach, U.; Grätzel, M. Adv. Mater. 2000, 12, 447-451
62. Spoerke, E. D.; Lloyd, M. T.; McCready, E. M.; Olson, D. C.; Lee, Y.-J.; Hsu, J. W. P. Appl. Phys. Lett. 2009, 95, 213506
63. Lin, Y. Y.; Chu, T. H.; Li, S. S.; Chuang, C. H.; Chang, C. H.; Su, W. F.; Chang, C. P.; Chu, M. W.; Chen, C. W. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 3644-3649
64. Kawatsu, T.; Coropceanu, V.; Ye, A. J.; Brédas, J. L. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 3429-3433
65. Zhu, X. Y.; Yang, Q.; Muntwiler, M. Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1779-1787
66. Kippelen, B.; Brédas, J.-L. Energy Environ. Sci 2009, 2, 251-261
67. Marsh, R. A.; McNeill, C. R.; Abrusci, A.; Campbell, A. R.; Friend, R. H. Nano Lett. 2008, 8, 1393-1398
68. Potscavage, W. J., Jr.; Yoo, S.; Kippelen, B. Appl. Phys. Lett. 2008, 93, 193308
69. Potscavage, W. J., Jr.; Sharma, A.; Kippelen, B. Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1758-1767
70. Vandewal, K.; Tvingstedt, K.; Gadisa, A.; Inganäs, O.; Manca, J. V. Phys. Rev. B 2010, 81, 125204
71. Lin, Y.-Y.; Chu, T.-H.; Chen, C.-W.; Su, W.-F. Appl. Phys. Lett. 2008, 92, 053312
72. Kudo, N.; Honda, S.; Shimazaki, Y.; Ohkita, H.; Ito, S.; Benten, H. Appl. Phys. Lett. 2007, 90, 183513
73. Jiang, K.-J.; Manseki, K.; Yu, Y.-H.; Masaki, N.; Suzuki, K.; Song, Y.-L.; Yanagida, S. Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 2481-2485
74. Said, A. J.; Poize, G.; Martini, C.; Ferry, D.; Marine, W.; Giorgio, S.; Fages, F.; Hocq, J.; Bouclé, J.; Nelson, J.; Durrant, J. R.; Ackermann, J. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 11273-11278
75. Peiró, A. M.; Ravirajan, P.; Govender, K.; Boyle, D. S.; O'Brien, P.; Bradley, D. D. C.; Nelson, J.; Durrant, J. R. J. Mater. Chem. 2006, 16, 2088-2096
76. Bouclé, J.; Chyla, S.; Shaffer, M. S. P.; Durrant, J. R.; Bradley, D. D. C.; Nelson, J. Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 622-633
77. Tai, Q.; Zhao, X.; Yan, F. J. Mater. Chem. 2010, 20, 7366-7371
78. Hara, K.; Miyamoto, K.; Abe, Y.; Yanagida, M. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 23776-23778
79. Snaith, H. J.; Moule, A. J.; Klein, C.; Meerholz, K.; Friend, R. H.; Grätzel, M. Nano Lett. 2007, 7, 3372-3376
80. Quintana, M.; Edvinsson, T.; Hagfeldt, A.; Boschloo, G.. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 1035-1041