Enhanced efficiency of single and tandem organic solar cells incorporating a diketopyrrolopyrrole-based low-bandgap polymer by utilizing combined ZnO/polyelectrolyte electron-transport layers

Advanced Materials

Volumn 25, Issue 34, 2013, Pages 4783-4788

  Jo, Jang ^a   Pouliot, Jean Rémi ^b   Wynands, David ^a   Collins, Samuel D ^a   Kim, Jin Young ^c   Nguyen, Thanh Luan ^d   Woo, Han Young ^d   Sun, Yanming ^a   Leclerc, Mario ^b   Heeger, Alan J ^a  

^a UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

^b UNIVERSITÉ LAVAL   (Canada)

^c Ulsan National Institute of Science and Technology   (South Korea)

^d Pusan National University   (South Korea)

Author keywords

conjugated polymer; polyelectrolyte; solvent additives; tandem organic solar cells; zinc oxide

Indexed keywords

ELECTRON TRANSPORT; ELECTRON TRANSPORT LAYERS; ENHANCED EFFICIENCY; LOW-BANDGAP POLYMERS; ORGANIC SOLAR CELL; POLYELECTROLYTE LAYERS; POWER CONVERSION EFFICIENCIES; SOLVENT ADDITIVES;

CONJUGATED POLYMERS; ELECTRON TRANSPORT PROPERTIES; ENERGY GAP; POLYELECTROLYTES; ZINC OXIDE;

SOLAR CELLS;

CONJUGATED POLYMER; ELECTROLYTE; METAL NANOPARTICLE; POLYELECTROLYTE; POLYMER; PYRROLE DERIVATIVE; ZINC OXIDE;

ARTICLE; CHEMISTRY; ELECTRON; ELECTRON TRANSPORT; SOLAR ENERGY; SOLVENT ADDITIVES; TANDEM ORGANIC SOLAR CELLS;

CONJUGATED POLYMER; POLYELECTROLYTE; SOLVENT ADDITIVES; TANDEM ORGANIC SOLAR CELLS; ZINC OXIDE;

ELECTROLYTES; ELECTRON TRANSPORT; ELECTRONS; METAL NANOPARTICLES; POLYMERS; PYRROLES; SOLAR ENERGY; ZINC OXIDE;

EID: 84883764813     PISSN: 09359648     EISSN: 15214095     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adma.201301288     Document Type: Article

References (45)

1. a) G. Yu, J. Gao, J. C. Hummelen, F. Wudl, A. J. Heeger, Science 1995, 270, 1789
2. b) B. Kippelen, J. L. Bredas, Energy Environ. Sci. 2009, 2, 251
3. c) F. C. Krebs, Sol. Energy Mater. Sol. C. 2009, 93, 394.
4. a) G. Li, V. Shrotriya, J. S. Huang, Y. Yao, T. Moriarty, K. Emery, Y. Yang, Nat. Mater. 2005, 4, 864
5. b) W. L. Ma, C. Y. Yang, X. Gong, K. Lee, A. J. Heeger, Adv. Funct. Mater. 2005, 15, 1617
6. c) G. Li, Y. Yao, H. Yang, V. Shrotriya, G. Yang, Y. Yang, Adv. Funct. Mater. 2007, 17, 1636
7. d) J. Peet, J. Y. Kim, N. E. Coates, W. L. Ma, D. Moses, A. J. Heeger, G. C. Bazan, Nat. Mater. 2007, 6, 497
8. e) 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.
9. a) R. Steim, F. R. Kogler, C. J. Brabec, J. Mater. Chem. 2010, 20, 2499
10. b) H. Ma, H. L. Yip, F. Huang, A. K. Y. Jen, Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 1371
11. c) S. Chen, J. R. Manders, S. W. Tsang, F. So, J. Mater. Chem. 2012, 22, 24202.
12. a) P. M. Beaujuge, J. M. J. Frechet, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 20009
13. b) Y. F. Li, Acc. Chem. Res. 2012, 45, 723
14. c) C. J. Brabec, S. Gowrisanker, J. J. M. Halls, D. Laird, S. J. Jia, S. P. Williams, Adv. Mater. 2010, 22, 3839
15. d) P. L. T. Boudreault, A. Najari, M. Leclerc, Chem. Mater. 2011, 23, 456
16. e) S. C. Price, A. C. Stuart, L. Q. Yang, H. X. Zhou, W. You, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 4625
17. f) E. Wang, Z. Ma, Z. Zhang, K. Vandewal, P. Henriksson, O. Inganas, F. Zhang, M. R. Andersson, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 14244
18. g) H. Zhong, Z. Li, F. Deledalle, E. C. Fregoso, M. Shahid, Z. Fei, C. B. Nielsen, N. Yaacobi-Gross, S. Rossbauer, T. D. Anthopoulos, J. R. Durrant, M. Heeney, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 2040.
19. Z. C. He, C. M. Zhong, S. J. Su, M. Xu, H. B. Wu, Y. Cao, Nat. Photonics 2012, 6, 591.
20. a) E. J. Zhou, J. Z. Cong, K. Hashimoto, K. Tajima, Energy Environ. Sci. 2012, 5, 9756
21. b) 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. G. Zhu, X. B. Shi, C. J. Brabec, Adv. Mater. 2010, 22, 367
22. c) J. C. Bijleveld, A. P. Zoombelt, S. G. J. Mathijssen, M. M. Wienk, M. Turbiez, D. M. de Leeuw, R. A. J. Janssen, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 16616
23. d) D. Muhlbacher, M. Scharber, M. Morana, Z. G. Zhu, D. Waller, R. Gaudiana, C. Brabec, Adv. Mater. 2006, 18, 2884.
24. J. Gilot, M. M. Wienk, R. A. J. Janssen, Adv. Mater. 2010, 22, E67.
25. a) S. Sista, Z. R. Hong, L. M. Chen, Y. Yang, Energy Environ. Sci. 2011, 4, 1606
26. b) T. Ameri, G. Dennler, C. Lungenschmied, C. J. Brabec, Energy Environ. Sci. 2009, 2, 347
27. c) J. Y. Kim, K. Lee, N. E. Coates, D. Moses, T. Q. Nguyen, M. Dante, A. J. Heeger, Science 2007, 317, 222
28. d) Y. H. Zhou, C. Fuentes-Hernandez, J. W. Shim, T. M. Khan, B. Kippelen, Energy Environ. Sci. 2012, 5, 9827
29. e) V. S. Gevaerts, A. Furlan, M. M. Wienk, M. Turbiez, R. A. J. Janssen, Adv. Mater. 2012, 24, 2130
30. f) W. Li, A. Furlan, K. H. Hendriks, M. M. Wienk, R. A. J. Janssen, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 5529.
31. G. Dennler, M. C. Scharber, T. Ameri, P. Denk, K. Forberich, C. Waldauf, C. J. Brabec, Adv. Mater. 2008, 20, 579.
32. a) J. You, L. Dou, K. Yoshimura, T. Kato, K. Ohya, T. Moriarty, K. Emery, C. C. Chen, J. Gao, G. Li, Y. Yang, Nat. Commun. 2013, 4, 1446
33. b) Helitek website, http://www.heliatek.com, accessed: June 2013.
34. a) W. W. Li, W. S. C. Roelofs, M. M. Wienk, R. A. J. Janssen, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 13787
35. b) L. T. Dou, J. Gao, E. Richard, J. B. You, C. C. Chen, K. C. Cha, Y. J. He, G. Li, Y. Yang, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 10071
36. c) W. Li, K. H. Hendriks, W. S. C. Roelofs, Y. Kim, M. M. Wienk, R. A. J. Janssen, Adv. Mater. 2013, 25, 3182.
37. a) L. Ye, S. Q. Zhang, W. Ma, B. H. Fan, X. Guo, Y. Huang, H. Ade, J. H. Hou, Adv. Mater. 2012, 24, 6335
38. b) L. T. Dou, J. B. You, J. Yang, C. C. Chen, Y. J. He, S. Murase, T. Moriarty, K. Emery, G. Li, Y. Yang, Nat. Photonics 2012, 6, 180.
39. J. C. Bijleveld, V. S. Gevaerts, D. Di Nuzzo, M. Turbiez, S. G. J. Mathijssen, D. M. de Leeuw, M. M. Wienk, R. A. J. Janssen, Adv. Mater. 2010, 22, E242.
40. L. T. Dou, W. H. Chang, J. Gao, C. C. Chen, J. B. You, Y. Yang, Adv. Mater. 2013, 25, 825.
41. H. Choi, J. S. Park, E. Jeong, G. H. Kim, B. R. Lee, S. O. Kim, M. H. Song, H. Y. Woo, J. Y. Kim, Adv. Mater. 2011, 23, 2759.
42. J. Jo, A. Pron, P. Berrouard, W. L. Leong, J. D. Yuen, J. S. Moon, M. Leclerc, A. J. Heeger, Adv. Energy Mater. 2012, 2, 1397.
43. a) Y. M. Sun, J. H. Seo, C. J. Takacs, J. Seifter, A. J. Heeger, Adv. Mater. 2011, 23, 1679
44. b) W. J. E. Beek, M. M. Wienk, M. Kemerink, X. N. Yang, R. A. J. Janssen, J. Phys. Chem. B 2005, 109, 9505.
45. M. M. Beerbom, B. Lagel, A. J. Cascio, B. V. Doran, R. Schlaf, J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 2006, 152, 12.