Efficient polymer solar cells based on benzothiadiazole and alkylphenyl substituted benzodithiophene with a power conversion efficiency over 8%

Advanced Materials

Volumn 25, Issue 35, 2013, Pages 4944-4949

  Zhang, Maojie ^a   Gu, Yu ^b   Guo, Xia ^a   Liu, Feng ^b   Zhang, Shaoqing ^a   Huo, Lijun ^a   Russell, Thomas P ^b   Hou, Jianhui ^a  

^a INSTITUTE OF CHEMISTRY   (China)

^b UNIVERSITY OF MASSACHUSETTS   (United States)

Author keywords

benzodithiophene; benzothiadiazole; morphology; polymer solar cells; power conversion efficiency

Indexed keywords

BENZODITHIOPHENE; BENZOTHIADIAZOLES; PHOTOVOLTAIC PERFORMANCE; POLYMER SOLAR CELLS; POWER CONVERSION EFFICIENCIES;

CONVERSION EFFICIENCY; MORPHOLOGY; POLYMERS;

SOLAR CELLS;

EID: 84884906360     PISSN: 09359648     EISSN: 15214095     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adma.201301494     Document Type: Article

References (61)

1. G. Yu, J. Gao, J. C. Hummelen, F. Wudl, A. J. Heeger, Science 1995, 270, 1789.
2. a) S. Gunes, H. Neugebauer, N. S. Sariciftci, Chem. Rev. 2007, 107, 1324
3. b) Y. J. Cheng, S. H. Yang, C. S. Hsu, Chem. Rev. 2009, 109, 5868.
4. a) K. Mullen, T. M. Swager, Accounts Chem. Res. 2008, 41, 1085
5. b) J. W. Chen, Y. Cao, Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1709-1718
6. c) O. Inganas, F. L. Zhang, M. R. Andersson, Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1731.
7. Z. B. Henson, K. Mullen, G. C. Bazan, Nat. Chem. 2012, 4, 699.
8. G. Li, R. Zhu, Y. Yang, Nat. Photonics 2012, 6, 153.
9. Y. F. Li, Acc. Chem. Res. 2012, 45, 723.
10. I. Mcculloch, R. S. Ashraf, L. Biniek, H. Bronstein, C. Combe, J. E. Donaghey, D. I. James, C. B. Nielsen, B. C. Schroeder, W. M. Zhang, Acc. Chem. Res. 2012, 45, 714.
11. M. C. Scharber, D. Mühlbacher, M. Koppe, P. Denk, C. Waldauf, A. J. Heeger, C. J. Brabec, Adv. Mater. 2006, 18, 789.
12. a) B. C. Thompson, J. M. J. Frechet, Angew.Chem. Int. Ed. 2008, 47, 58
13. b) G. Dennler, M. C. Scharber, C. J. Brabec, Adv. Mater. 2009, 21, 1323
14. c) L. Q. Yang, J. R. Tumbleston, H. X. Zhou, H. Ade, W. You, Energ. Environ Sci. 2013, 6, 316.
15. a) Y. J. He, H. Y. Chen, J. H. Hou, Y. F. Li, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 1377
16. b) X. Guo, C. H. Cui, M. J. Zhang, L. J. Huo, Y. Huang, J. H. Hou, Y. F. Li, Energy Environ. Sci. 2012, 5, 7943.
17. a) R. P. Qin, W. W. Li, C. H. Li, C. Du, C. Veit, H. F. Schleiermacher, M. Andersson, Z. S. Bo, Z. P. Liu, O. Inganas, U. Wuerfel, F. L. Zhang, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 14612
18. b) S. H. Park, A. Roy, S. Beaupre, S. Cho, N. Coates, J. S. Moon, D. Moses, M. Leclerc, K. Lee, A. J. Heeger, Nat. Photonics 2009, 3, 297.
19. a) J. H. Hou, H. Y. Chen, S. Q. Zhang, G. Li, Y. Yang, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 16144
20. b) P. M. Beaujuge, W. Pisula, H. N. Tsao, S. Ellinger, K. Mullen, J. R. Reynolds, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 7514
21. c) C. E. Small, S. Chen, J. Subbiah, C. M. Amb, S. W. Tsang, T. H. Lai, J. R. Reynolds, F. So, Nat. Photonics 2012, 6, 115
22. d) S. Albrecht, S. Janietz, W. Schindler, J. Frisch, J. Kurpiers, J. Kniepert, S. Inal, P. Pingel, K. Fostiropoulos, N. Koch, D. Neher, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 14932.
23. a) Y. X. Xu, C. C. Chueh, H. L. Yip, F. Z. Ding, Y. X. Li, C. Z. Li, X. S. Li, W. C. Chen, A. K. Y. Jen, Adv. Mater. 2012, 24, 6356
24. b) C. Y. Chang, Y. J. Cheng, S. H. Hung, J. S. Wu, W. S. Kao, C. H. Lee, C. S. Hsu, Adv. Mater. 2012, 24, 549
25. c) X. Guo, M. J. Zhang, J. H. Tan, S. Q. Zhang, L. J. Huo, W. P. Hu, Y. F. Li, J. H. Hou, Adv. Mater. 2012, 24, 6536.
26. a) E. G. Wang, L. T. Hou, Z. Q. Wang, S. Hellstrom, F. L. Zhang, O. Inganas, M. R. Andersson, Adv. Mater. 2010, 22, 5240
27. b) E. G. Wang, Z. F. Ma, Z. Zhang, K. Vandewal, P. Henriksson, O. Inganas, F. L. Zhang, M. R. Andersson, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 14244.
28. a) Y. P. Zou, A. Najari, P. Berrouard, S. Beaupre, B. R. Aich, Y. Tao, M. Leclerc, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 5330
29. b) C. Piliego, T. W. Holcombe, J. D. Douglas, C. H. Woo, P. M. Beaujuge, J. M. J. Frechet, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 7595
30. c) N. J. Zhou, X. G. Guo, R. P. Ortiz, S. Q. Li, S. M. Zhang, R. P. H. Chang, A. Facchetti, T. J. Marks, Adv. Mater. 2012, 24, 224.
31. a) M. Wang, X. W. Hu, P. Liu, W. Li, X. Gong, F. Huang, Y. Cao, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 9638
32. b) T. B. Yang, M. Wang, C. H. Duan, X. W. Hu, L. Huang, J. B. Peng, F. Huang, X. Gong, Energ. Environ Sci. 2012, 5, 8208
33. c) Z. C. He, C. M. Zhong, X. Huang, W. Y. Wong, H. B. Wu, L. W. Chen, S. J. Su, Y. Cao, Nat. Photonics 2012, 6, 591.
34. a) H. Bronstein, Z. Y. Chen, R. S. Ashraf, W. M. Zhang, J. P. Du, J. R. Durrant, P. S. Tuladhar, K. Song, S. E. Watkins, Y. Geerts, M. M. Wienk, R. A. J. Janssen, T. Anthopoulos, H. Sirringhaus, M. Heeney, I. McCulloch, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 3272
35. b) W. W. Li, W. S. C. Roelofs, M. M. Wienk, R. A. J. Janssen, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 13787.
36. a) 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
37. 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.
38. a) S. C. Price, A. C. Stuart, L. Q. Yang, H. X. Zhou, W. You, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 4625
39. b) A. C. Stuart, J. R. Tumbleston, H. X. Zhou, W. T. Li, S. B. Liu, H. Ade, W. You, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 1806.
40. a) H. Y. Chen, J. H. Hou, S. Q. Zhang, Y. Y. Liang, G. W. Yang, Y. Yang, L. P. Yu, Y. Wu, G. Li, Nat. Photonics 2009, 3, 649
41. b) Y. Y. Liang, Y. Wu, D. Q. Feng, S. T. Tsai, H. J. Son, G. Li, L. P. Yu, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 7792.
42. K. M. Coakley, M. D. McGehee, Chem. Mater. 2004, 16, 4533.
43. a) Y. Huang, X. Guo, F. Liu, L. J. Huo, Y. N. Chen, T. P. Russell, C. C. Han, Y. F. Li, J. H. Hou, Adv. Mater. 2012, 24, 3383
44. b) X. H. Li, W. C. H. Choy, L. J. Huo, F. X. Xie, W. E. I. Sha, B. F. Ding, X. Guo, Y. F. Li, J. H. Hou, J. B. You, Y. Yang, Adv. Mater. 2012, 24, 3046
45. c) L. J. Huo, S. Q. Zhang, X. Guo, F. Xu, Y. F. Li, J. H. Hou, Angew. Chem. Int. Edit. 2011, 50, 9697
46. d) R. M. Duan, L. Ye, X. Guo, Y. Huang, P. Wang, S. Q. Zhang, J. P. Zhang, L. J. Huo, J. H. Hou, Macromolecules 2012, 45, 3032
47. e) D. P. Qian, L. Ye, M. J. Zhang, Y. R. Liang, L. J. Li, Y. Huang, X. Guo, S. Q. Zhang, Z. A. Tan, J. H. Hou, Macromolecules 2012, 45, 9611.
48. a) L. J. Huo, J. H. Hou, S. Q. Zhang, H. Y. Chen, Y. Yang, Angew. Chem. Int. Edit. 2010, 49, 1500
49. b) Q. Peng, X. J. Liu, D. Su, G. W. Fu, J. Xu, L. M. Dai, Adv. Mater. 2011, 23, 4554
50. c) S. C. Price, A. C. Stuart, W. You, Macromolecules 2010, 43, 4609.
51. a) J. Peet, J. Y. Kim, N. E. Coates, W. L. Ma, D. Moses, A. J. Heeger, G. C. Bazan, Nat. Mater. 2007, 6, 497
52. b) 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
53. c) S. J. Lou, J. M. Szarko, T. Xu, L. P. Yu, T. J. Marks, L. X. Chen, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 20661.
54. a) T. Y. Chu, J. Lu, S. Beaupre, Y. Zhang, J. R. Pouliot, S. Wakim, J. Zhou, M. Leclerc, Z. Li, J. Ding, Y. Tao, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 4250
55. b) Y. Zhang, J. Zou, H.-L. Yip, K.-S. Chen, D. F. Zeigler, Y. Sun, A. K. Y. Jen, Chem. Mater. 2011, 23 (9), 2289
56. c) H. Zhou, L. Yang, A. Stuart, S. Price, S. Liu, W. You, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 123, 3051.
57. a) H. P. Yan, B. A. Collins, E. Gann, C. Wang, H. Ade, C. R. McNeill, Acs. Nano. 2012, 6, 677
58. b) B. A. Collins, Z. Li, J. R. Tumbleston, E. Gann, C. R. McNeill, H. Ade, Adv. Energy Mater. 2013, 3, 65.
59. a) Y. Gu, C. Wang, T. P. Russell, Adv. Energy Mater. 2012, 2, 683-690
60. b) F. Liu, Y. Gu, C. Wang, W. Zhao, D. Chen, A. L. Briseno, T. P. Russell, Adv. Mater. 2012, 24, 3947
61. c) W. Chen, T. Xu, F. He, W. Wang, C. Wang, J. Strzalka, Y. Liu, J. Wen, D. J. Miller, J. Chen, K. Hong, L. Yu, S. B. Darling, Nano. Lett. 2011, 11, 3707.