Effect of local and global structural order on the performance of perylene diimide excimeric solar cells

ACS Applied Materials and Interfaces

Volumn 5, Issue 22, 2013, Pages 11844-11857

  Ye, Tengling ^a   Singh, Ranbir ^a   Butt, Hans Jürgen ^b   Floudas, George ^c   Keivanidis, Panagiotis E ^a  

^a ISTITUTO ITALIANO DI TECNOLOGIA   (Italy)

^b MAX PLANCK INSTITUTE FOR POLYMER RESEARCH   (Germany)

^c UNIVERSITY OF IOANNINA   (Greece)

Author keywords

charge transport; excimer; extraction; local and global structure; nonfullerene acceptors; organic solar cells; perylene diimides

Indexed keywords

EXCIMERS; GLOBAL STRUCTURE; NONFULLERENE ACCEPTORS; ORGANIC SOLAR CELL; PERYLENE DIIMIDES;

ANNEALING; ATOMIC FORCE MICROSCOPY; CHARGE TRANSFER; CONVERSION EFFICIENCY; EXTRACTION; LIQUID CRYSTAL POLYMERS; MICROSTRUCTURE; POLYCYCLIC AROMATIC HYDROCARBONS; SPINNING (FIBERS); SURFACE ROUGHNESS; TRANSPORT PROPERTIES;

SOLAR CELLS;

EID: 84889246700     PISSN: 19448244     EISSN: 19448252     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/am4035416     Document Type: Article

References (70)

1. Thompson, B. C.; Fréchet, J. M. J. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 58-77
2. Sondergaard, R. R.; Hosel, M.; Krebs, F. C. J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 2013, 51, 16-34
3. Sariciftci, N. S.; Smilowitz, L.; Heeger, A. J.; Wudl, F. Science 1992, 258, 1474
4. Halls, J. J. M.; Walsh, C. A.; Greenham, N. C.; Marseglia, E. A.; Friend, R. H.; Moratti, S. C.; Holmes, A. B. Nature 1995, 376, 498
5. Clarke, T. M.; Durrant, J. R. Chem. Rev. 2010, 110, 6736-6767
6. Li, G.; Zhu, R.; Yang, Y. Nat. Photonics 2012, 6, 153-161
7. He, Z.; Zhong, C.; Su, S.; Xu, M.; Wu, H.; Cao, Y. Nat. Photonics 2012, 6, 591-595
8. Azzopardi, B.; Emmott, C. J. M.; Urbina, A.; Krebs, F. C.; Mutale, J.; Nelson, J. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 3741-3753
9. Anthony, J. E. Chem. Mater. 2011, 23, 583-590
10. Chochos, C. L.; Tagmatarchis, N.; Gregoriou, V. RSC Adv. 2013, 3, 7160-7181
11. Sonar, P.; Pui Fong Lim, J.; Leok Chan, K. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 1558-1574
12. Zhao, X.; Zhan, X. Chem. Soc. Rev. 2011, 40, 3728-3743
13. Lin, Y.; Li, Y.; Zhan, X. Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 4245-4272
14. Kamm, V.; Battagliarin, G.; Howard, I. A.; Pisula, W.; Mavrinskiy, A.; Li, C.; Müllen, K.; Laquai, F. Adv. Energy Mater. 2011, 1, 297-302
15. Schmidt-Mende, L.; Fechtenkoetter, A.; Müllen, K.; Moons, E.; Friend, R. H.; MacKenzie, J. D. Science 2001, 293, 1119-1122
16. Li, J.; Dierschke, F.; Wu, J.; Grimsdale, A. C.; Müllen, K. J. Mater. Chem. 2006, 16, 96-100
17. Shoaee, S.; Clarke, T. M.; Huang, C.; Barlow, S.; Marder, S. R.; Heeney, M.; McCulloch, I.; Durrant, J. R. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 12919-12926
18. Li, C.; Wonneberger, H. Adv. Mater. (Weinheim, Ger.) 2012, 24, 613-636
19. Zhan, X.; Facchetti, A.; Barlow, S.; Marks, T. J.; Ratner, M. A.; R., W. M.; Marder, S. R. Adv. Mater. (Weinheim, Ger.) 2011, 23, 268-284
20. Sharenko, A.; Proctor, C. M.; van der Poll, T. S.; Henson, Z. B.; Nguyen, T.-Q.; Bazan, G. C. Adv. Mater. (Weinheim, Ger.) 2013, 25, 4403-4406
21. Zhan, X.; Tan, Z.; Domercq, B.; An, Z.; Zhang, X.; Barlow, S.; Li, Y.; Zhu, D.; Kippelen, B.; Marder, S. R. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 7246-7247
22. Tan, Z.; Zhou, E.; Zhan, X.; Wang, X.; Li, Y.; Barlow, S.; Marder, S. R. Appl. Phys. Lett. 2008, 93, 073309/1-073309/3
23. Struijk, C. W.; Sieval, A. B.; Dakhorst, J. E. J.; van Dijk, M.; Kimkes, P.; Koehorst, R. B. M.; Donker, H.; Schaafsma, T. J.; Picken, S. J.; van de Craats, A. M.; Warman, J. M.; Zuilhof, H.; Sudhölter, E. J. R. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 11057-11066
24. Bu, L.; Guo, X.; Yu, B.; Qu, Y.; Xie, Z.; Yan, D.; Geng, Y.; Wang, F. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 13242-13243
25. Rajaram, S.; Shivanna, R.; Kandappa, S. K.; Narayan, K. S. J. Phys. Chem. Lett. 2012, 3, 2405-2408
26. Liu, S.-G.; Sui, G.; Cormier, R. A.; Leblanc, R. M.; Gregg, B. A. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 1307
27. Chen, Z.; Stepanenko, V.; Dehm, V.; Prins, P.; Siebbeles, L. D. A.; Seibt, J.; Marquetand, P.; Engel, V.; Wurthner, F. Chem.-Eur. J. 2007, 13, 436
28. Ferguson, A. J.; Jones, T. S. Chem. Phys. Lett. 2009, 474, 137-140
29. Yi, Y.; Coropceanu, V.; Bredas, J.-L. J. Mater. Chem. 2011, 21, 1479-1486
30. Dittmer, J. J.; Marseglia, E. A.; Friend, R. H. Adv. Mater. (Weinheim, Ger.) 2000, 12, 1270
31. Howard, I. A.; Laquai, F.; Keivanidis, P. E.; Friend, R. H.; Greenham, N. C. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 21225
32. Fink, R. F.; Seibt, J.; Engel, V.; Renz, M.; Kaupp, M. L., S.; Zhao, H.-M.; Pfister, J.; Wurthner, F.; Engels, B. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 12858-12859
33. Veldman, D.; Chopin, S. M. A.; Meskers, S. C. J.; Janssen, R. A. J. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 8617-8632
34. Birks, J. B. Rep. Prog. Phys. 1975, 38, 903
35. Keivanidis, P. E.; Howard, I. A.; Friend, R. H. Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 3189-3202
36. Veldman, D.; Chopin, S. M. A.; Meskers, S. C. J.; Groeneveld, M. M.; Williams, R. M.; Janssen, R. A. J. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 5846-5857
37. Vertsimakha, Y.; Lutsyk, P.; Palewska, K.; Sworakowski, J.; Lytvyn, O. Thin Solid Films 2007, 515, 7950-7957
38. Jailaubekov, A. E.; Willard, A. P.; Tritsch, J. R.; Chan, W.-L.; Sai, N.; Gearba, R.; Kaake, L. G.; Williams, K. J.; Leung, K.; Rossky, P. J.; Zhu, X.-Y. Nat. Mater. 2013, 12, 66-73
39. Katoh, R.; Sinha, S.; Murata, S.; Tachiya, M. J. Photochem. Photobiol., A 2001, 145, 23-30
40. Zhang, X.; Lu, Z.; Ye, L.; Zhan, C.; Hou, J.; Zhang, S.; Jiang, B.; Zhao, Y.; Huang, J.; Zhang, S.; Liu, Y.; Shi, Q.; Liu, Y.; Yao, J. Adv. Mater. (Weinheim, Ger.) 2013, 10.1002/adma.201300897
41. Chen, H.-Y.; Hou, J.; Zhang, S.; Liang, Y.; Yang, G.; Yang, Y.; Yu, L.; Wu, Y.; Li, G. Nat. Photonics 2009, 3, 649-653
42. Keivanidis, P. E.; Laquai, F.; Howard, I. A.; Friend, R. H. Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 1355-1363
43. Sun, Y.; Seo, J.-H.; Takacs, C. J.; Seifter, J.; Heeger, A. J. Adv. Mater. (Weinheim, Ger.) 2011, 23, 1679-1683
44. Erten, S.; Meghdadi, F.; Gunes, S.; Koeppe, R.; Sariciftci, N. S.; Icli, S. Eur. Phys. J. Appl. Phys. 2007, 36, 225
45. Ferguson, A. J.; Jones, T. S. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 6891-6898
46. Schubert, A.; Settels, V.; Liu, W.; Würthner, F.; Meier, C.; Fink, R. F.; Schindlbeck, S.; Lochbrunner, S.; Engels, B.; Engel, V. J. Phys. Lett. 2013, 4, 792-796
47. Tasios, N.; Grigoriadis, C.; Hansen, M. R.; Wonneberger, H.; Li, C.; Spiess, H. W.; Müllen, K.; Floudas, G. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 7478
48. Veldman, D.; Ipek, O.; Meskers, S. C. J.; Sweelssen, J.; Koetse, M. M.; Veenstra, S. C.; Kroon, J. M.; van Bavel, S. S.; Loos, J.; Janssen, R. A. J. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 7221
49. Keivanidis, P. E.; Clarke, T. M.; Lilliu, S.; Agostinelli, T.; Macdonald, J. E.; Durrant, J. R.; Bradley, D. D. C.; Nelson, J. J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 734-738
50. Tang, C. W. Appl. Phys. Lett. 1986, 48, 183
51. Machui, F.; Rathgeber, S.; Li, N.; Ameri, T.; Brabec, C. J. J. Mater. Chem. 2012, 22, 15570-15577
52. Singh, T. B.; Erten, S.; Günes, S.; Zafer, C.; Turkmen, G.; Kuban, B.; Teoman, Y.; Sariciftci, N. S.; Icli, S. Org. Electron. 2006, 7, 480-489
53. Blom, P. W. M.; de Jong, M. J. M.; Vleggaar, J. J. M. Appl. Phys. Lett. 1996, 68, 3308-3310
54. Scholes, G. D. Int. Rev. Phys. Chem. 2011, 30, 49-77
55. Ford, W. E.; Kamat, P. V. J. Phys. Chem. 1987, 91, 6373-6380
56. Castellano, F. N.; Goeb, S.; Rachford, A. A. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 2766
57. Veldman, D.; Meskers, S. C. J.; Janssen, R. A. J. Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 1939-1948
58. Nicolai, H. T.; Kuik, M.; Wezelaer, G. A. H.; de Boer, B.; Campbell, C.; Risko, C.; Bredas, J.-L.; Blom, P. W. M. Nat. Mater. 2012, 11, 882-887
59. Mizoshita, N.; Tani, T.; Inagaki, S. Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 3291-3296
60. Di Donato, E.; Fornari, R. P.; Di Motta, S.; Li, Y.; Wang, Z.; Negri, F. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 5327-5334
61. Etzold, F.; Howard, I. A.; Mauer, R.; Meister, M.; Kim, T.-D.; Lee, K.-S.; Baek, N. S.; Laquai, F. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 9469-9479
62. Hawks, S. A.; Deledalle, F.; Yao, J.; Rebois, D. G.; Li, G.; Nelson, J.; Yang, Y.; Kirchartz, T.; Durrant, J. R. Adv. Funct. Mater. 2013, 3, 1201-1209
63. Shoaee, S.; An, Z.; Zhang, X.; Barlow, S.; Marder, S. R.; Duffy, W.; Heeney, M.; McCullochac, I.; Durrant, J. R. Chem. Commun. 2009, 5445-5447
64. Mihailetchi, V. D.; Wilderman, J.; Blom, P. W. M. Phys. Rev. Lett. 2005, 94, 126602
65. Mihailetchi, V. D.; Xie, H.; de Boer, B.; Koster, L. J.; Blom, P. W. M. Adv. Funct. Mater. 2006, 16, 699-708
66. Heggie, D. A.; MacDonald, B. L.; Hill, I. G. J. Appl. Phys. 2006, 100, 104505
67. Gupta, D.; Mukhopadhyay, S.; Narayan, K. S. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2010, 94, 1309-1313
68. Steim, R.; R. K., F.; Brabec, C. J. J. Mater. Chem. 2010, 20, 2499-2512
69. Chen, L.-M.; Xu, Z.; Hong, Z.; Yang, Y. J. Mater. Chem. 2010, 20, 2575-2598
70. Ratcliff, E. L.; Zacher, B.; Armstrong, N. R. J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 1337-1350