Predicting morphologies of solution processed polymer:Fullerene blends

Journal of the American Chemical Society

Volumn 135, Issue 32, 2013, Pages 12057-12067

  Kouijzer, Sandra ^a   Michels, Jasper J ^b   Van Den Berg, Mauricio ^a   Gevaerts, Veronique S ^a   Turbiez, Mathieu ^c   Wienk, Martijn M ^a   Janssen, René A J ^a  

^a EINDHOVEN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY   (Netherlands)

^b HOLST CENTRE   (Netherlands)

^c CIBA GEIGY LTD   (Switzerland)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ALTERNATING COPOLYMER; DIKETOPYRROLOPYRROLES; FLORY-HUGGINS FREE ENERGIES; INTERFACIAL INTERACTION; MULTICOMPONENT BLENDS; SCATTERING TECHNIQUES; SOLUTION PROCESSED POLYMERS; THIN FILM PHOTOVOLTAIC CELLS;

DRYING; FULLERENES; MORPHOLOGY; PHOTOVOLTAIC CELLS;

POLYMER BLENDS;

BUTYRIC ACID DERIVATIVE; BUTYRIC ACID METHYL ESTER; CHLOROFORM; COPOLYMER; DIKETOPYRROLOPYRROLE QUINQUETHIOPHENE; ESTER; FULLERENE DERIVATIVE; POLYMER; SOLVENT; UNCLASSIFIED DRUG;

ARTICLE; ATOMIC FORCE MICROSCOPY; CONTROLLED STUDY; DESICCATION; DEVICES; LIQUID LIQUID EXTRACTION; MICROSCOPY; MOLECULAR MODEL; MORPHOLOGY; PHASE SEPARATION; SOLUTION AND SOLUBILITY; SPECTROSCOPY; TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPY;

EID: 84882287297     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja405493j     Document Type: Article

References (72)

1. He, Z. C.; Zhong, C. M.; Su, S. J.; Xu, M.; Wu, H. B.; Cao, Y. Nat. Photonics. 2012, 6, 591-595
2. You, J.; Dou, L.; Yoshimura, K.; Kato, T.; Ohya, K.; Moriarty, T.; Emery, K.; Chen, C.-C.; Gao, J.; Li, G.; Yang, Y. Nat. Commun. 2013, 4, 1446
3. Sondergaard, R.; Hosel, M.; Angmo, D.; Larsen-Olsen, T. T.; Krebs, F. C. Mater. Today 2012, 15, 36-49
4. Cheng, Y. J.; Yang, S. H.; Hsu, C. S. Chem. Rev. 2009, 109, 5868-5923
5. Duan, C.; Huang, F.; Cao, Y. J. Mater. Chem. 2012, 22, 10416-10434
6. Facchetti, A. Chem. Mater. 2011, 23, 733-758
7. Bavel, S.; Veenstra, S.; Loos, J. Macromol. Rapid Commun. 2010, 31, 1835-1845
8. Brabec, C. J.; Heeney, M.; McCulloch, I.; Nelson, J. Chem. Soc. Rev. 2011, 40, 1185-1199
9. Liu, F.; Gu, Y.; Jung, J. W.; Jo, W. H.; Russell, T. P. J. Polym. Sci., Part B 2012, 50, 1018-1044
10. Ruderer, M. A.; Mueller-Buschbaum, P. Soft Matter 2011, 7, 5482-5493
11. Shaheen, S. E.; Brabec, C. J.; Sariciftci, N. S.; Padinger, F.; Fromherz, T.; Hummelen, J. C. Appl. Phys. Lett. 2001, 78, 841-843
12. Zhang, F.; Jespersen, K. G.; Bjoerström, C.; Svensson, M.; Andersson, M. R.; Sundström, V.; Magnusson, K.; Moons, E.; Yartsev, A.; Inganäs, O. Adv. Funct. Mater. 2006, 16, 667-674
13. Wienk, M. M.; Turbiez, M.; Gilot, J.; Janssen, R. A. J. Adv. Mater. 2008, 20, 2556-2560
14. Peet, J.; Kim, J. Y.; Coates, N. E.; Ma, W. L.; Moses, D.; Heeger, A. J.; Bazan, G. C. Nat. Mater. 2007, 6, 497-500
15. Li, G.; Shrotriya, V.; Huang, J.; Yao, Y.; Moriarty, T.; Emery, K.; Yang, Y. Nat. Mater. 2005, 4, 864-868
16. Schmidt-Hansberg, B.; Sanyal, M.; Klein, M. F. G.; Pfaff, M.; Schnabel, N.; Jaiser, S.; Vorobiev, A.; Müller, E.; Colsmann, A.; Scharfer, P.; Gerthsen, D.; Lemmer, U.; Barrena, E.; Schabel, W. ACS Nano 2011, 5, 8579-8590
17. Padinger, F.; Rittberger, R. S.; Sariciftci, N. S. Adv. Funct. Mater. 2003, 13, 85-88
18. Campoy-Quiles, M.; Ferenczi, T.; Agostinelli, T.; Etchegoin, P. G.; Kim, Y.; Anthopoulos, T. D.; Stavrinou, P. N.; Bradley, D. D. C.; Nelson, J. Nat. Mater. 2008, 7, 158-164
19. DeLongchamp, D. M.; Kline, R. J.; Herzing, A. Energy Environ. Sci. 2012, 5, 5980-5993
20. Schmidt-Hansberg, B.; Klein, M. F. G.; Sanyal, M.; Buss, F.; de Medeiros, G. Q. G.; Munuera, C.; Vorobiev, A.; Colsmann, A.; Scharfer, P.; Lemmer, U.; Barrena, E.; Schabel, W. Macromolecules 2012, 45, 7948-7955
21. Yang, X.; Veenstra, S. C.; Verhees, W. J. H.; Wienk, M. M.; Janssen, R. A. J.; Kroon, J. M.; Michels, M. A. J.; Loos, J. Nano Lett. 2005, 5, 579-583
22. Moulé, A. J.; Meerholz, K. Adv. Mater. 2008, 20, 240-245
23. Peet, J.; Cho, N. S.; Lee, S. K.; Bazan, G. C. Macromolecules 2008, 41, 8655-8659
24. Lee, J. K.; Ma, W. L.; Brabec, C. J.; Yuen, J.; Moon, J. S.; Kim, J. Y.; Lee, K.; Bazan, G. C.; Heeger, A. J. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 3619-3623
25. Coates, N. E.; Hwang, I. W.; Peet, J.; Bazan, G. C.; Moses, D.; Heeger, A. J. Appl. Phys. Lett. 2008, 93, 0721051/1-3
26. Martens, T.; D'Haen, J.; Munters, T.; Beelen, Z.; Goris, L.; Manca, J.; D'Olieslaeger, M.; Vanderzande, D.; De Schepper, L.; Andriessen, R. Synth. Met. 2003, 138, 243-247
27. Van Duren, J. K. J.; Yang, X.; Loos, J.; Bulle-Lieuwma, C. W. T.; Sieval, A. B.; Hummelen, J. C.; Janssen, R. A. J. Adv. Funct. Mater. 2004, 14, 425-434
28. Hoppe, H.; Niggemann, M.; Winder, C.; Kraut, J.; Hiesgen, R.; Hinsch, A.; Meissner, D.; Sariciftci, N. S. Adv. Funct. Mater. 2004, 14, 1005-1011
29. Wienk, M. M.; Kroon, J. M.; Verhees, W. J. H.; Knol, J.; Hummelen, J. C.; van Hal, P. A.; Janssen, R. A. J Angew. Chem. Int. Ed. 2003, 42, 3371-3375
30. Nilsson, S.; Bernasik, A.; Budkowski, A.; Moons, E. Macromolecules 2007, 40, 8291-8301
31. Andersson, B. V.; Herland, A.; Masich, S.; Inganäs, O. Nano Lett. 2009, 9, 853-855
32. Bijleveld, J. C.; Gevaerts, V. S.; Di Nuzzo, D.; Turbiez, M.; Mathijssen, S. G. J.; de Leeuw, D. M.; Wienk, M. M.; Janssen, R. A. J. Adv. Mater. 2010, 22, E242-E246
33. Amb, C. M.; Chen, S.; Graham, K. R.; Subbiah, J.; Small, C. E.; So, F.; Reynolds, J. R. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 10062-10065
34. Collins, B. A.; Li, Z.; Tumbleston, J. R.; Gann, E.; McNeill, C. R.; Ade, H. Adv. Energy Mater. 2013, 3, 65-74
35. Wang, E. G.; Ma, Z.; Zhang, Z.; Vandewal, K.; Henriksson, P.; Inganäs, O.; Zhang, F.; Andersson, M. R. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 14244-12447
36. Wang, E. G.; Ma, Z.; Zhang, Z.; Henriksson, P.; Inganäs, O.; Zhang, F.; Andersson, M. R. Chem. Commun. 2011, 47, 4908-4910
37. Stalder, R.; Grand, C.; Subbiah, J.; So, F.; Reynolds, J. R. Polym. Chem. 2012, 3, 89-92
38. Small, C. E.; Chen, S.; Subbiah, J.; Amb, C. M.; Tsang, S.-W.; Lai, T.-H.; Reynolds, J. R.; So, F. Nat. Photonics 2012, 6, 115-120
39. Hendriks, K. H.; Heintges, G. H. L.; Gevaerts, V. S.; Wienk, M. M.; Janssen, R. A. J. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 10.1002/anie.201302319
40. Cabanetos, C.; El Labban, A.; Bartelt, J. A.; Douglas, J. D.; Mateker, W. R.; Fréchet, J., M. J.; McGehee, M. D.; Beaujuge, P. M. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 4656-4659
41. Gevaerts, V. S.; Furlan, A.; Wienk, M. M.; Turbiez, M.; Janssen, R. A. J. Adv. Mater. 2012, 24, 2130-2134
42. Kouijzer, S.; Esiner, S.; Frijters, C. H.; Turbiez, M.; Wienk, M. M.; Janssen, R. A. J. Adv. Energy Mater. 2012, 2, 945-949
43. Li, W. W.; Hendriks, K. H.; Roelofs, W. S. C.; Kim, Y.; Wienk, M. M.; Janssen, R. A. J. Adv. Mater. 2013, 25, 3182-3186
44. Cahn, J. W.; Hilliard, J. E. J. Chem. Phys. 1958, 28, 258-266
45. Cahn, J. W. Acta Metall. 1961, 9, 795-805
46. Huang, C.; Olvera de la Cruz, M.; Swift, B. W. Macromolecules 1995, 28, 7996-8005
47. Saylor, D. M.; Kim, C.-S.; Patwardhan, D. V.; Warren, J. A. Acta Biomater. 2007, 3, 851-864
48. Flory, P. J. Principles of Polymer Chemistry; Cornell University Press: Ithaca, NY, 1953.
49. Cook, H. E. J. Phys. Chem. Solids 1969, 30, 2427-2437
50. Cook, H. E. Acta Metall. 1970, 18, 297-306
51. Jones, R. A. L.; Richards, R. W. Polymers at Surfaces and Interfaces; Cambridge University Press: Cambridge, UK, 1999, p 158.
52. Krausch, G.; Dai, C. A.; Kramer, E. J.; Marko, J. F.; Bates, F. S. Macromolecules 1993, 26, 5566-5571
53. Jones, R. A. L. Phys. Rev. E 1993, 47, 1437-1440
54. Geoghegan, M.; Jones, R. A. L.; Clough, A. S. J. Chem. Phys. 1995, 103, 2719-2724
55. Henderson, I. C.; Clarke, N. Macromol. Theory Simul. 2005, 14, 435-443
56. Yan, L-. T.; Xie, X. M. Macromolecules 2006, 39, 2388-2397
57. Michels, J. J. ChemPhysChem 2011, 12, 342-348
58. Björström, C. M.; Bernasik, A.; Rysz, J.; Budkowski, A.; Nilsson, S.; Svensson, M.; Andersson, M. R.; Magnusson, K. O.; Moons, E. J. Phys.: Condens. Matter 2005, 17, L529-L534
59. Björström, C. M.; Nilsson, S.; Bernasik, A.; Budkowski, A.; Andersson, M.; Magnusson, K. O.; Moons, E. Appl. Surf. Sci. 2007, 253, 3906-3912
60. Anselmo, A. S.; Lindgren, L.; Rysz, J.; Bernasik, A.; Budkowski, A.; Andersson, M. R.; Svensson, K.; van Stam, J.; Moons, E. Chem. Mater. 2011, 23, 2295-2302
61. See: Ženkiewicz, M. J. Achiev. Mater. Manuf. Eng. 2007, 24, 137-145 and references cited therein.
62. Polymer Handbook; Brandrup, J.; Immergut, E. H.; Grulke, E. A., Eds.: Wiley: New York, 1999.
63. Germack, D. S.; Chan, C. K.; Hamadani, B. H.; Richter, L. J.; Fischer, D. A.; Gundlach, D. J.; DeLongchamp, D. M. Appl. Phys. Lett. 2009, 94, 233303
64. Machui, F.; Langner, S.; Zhu, X.; Abbott, S.; Brabec, C. J. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2012, 100, 138-146
65. Grell, M.; Bradley, D. D. C.; Long, X.; Chamberlain, T.; Inbasekaran, M.; Woo, E. P.; Soliman, M. Acta Polym. 1998, 49, 439-444
66. Kim, J. S.; Lee, Y. M.; Lee, J. H.; Park, J. H.; Kim, J. K.; Cho, K. Adv. Mater. 2010, 22, 1355-1360
67. Chung, D. S.; Kong, H.; Yun, W. M.; Cha, H.; Shim, H.-K.; Kim, Y.-H.; Park, C. E. Org. Electron. 2010, 11, 899-904
68. Barton, A. F. M. CRC Handbook of Solubility Parameters and Other Cohesion Parameters, CRC Press: Boca Raton, Fla. 1985.
69. ACD LABS Freeware (see: http://www.acdlabs.com/resources/freeware/ chemsketch/).
70. Walheim, S.; Boltau, M.; Mlynek, J.; Krausch, G.; Steiner, U. Macromolecules 1997, 30, 4995-5003
71. Jones, R. A. L. Soft Condensed Matter; Oxford University Press: Oxford, UK, 2002.
72. Maturová, K.; van Bavel, S. S.; Wienk, M. M.; Janssen, R. A. J.; Kemerink, M. Nano Lett. 2009, 9, 3032-3037