Direct spectroscopic evidence of ultrafast electron transfer from a low band gap polymer to cdse quantum dots in hybrid photovoltaic thin films

Journal of the American Chemical Society

Volumn 135, Issue 49, 2013, Pages 18418-18426

  Couderc, Elsa ^a   Greaney, Matthew J ^a   Brutchey, Richard L ^a   Bradforth, Stephen E ^a  

^a UNIVERSITY OF SOUTHERN CALIFORNIA   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CHARGE-TRANSFER DYNAMICS; GEMINATE RECOMBINATION; INTERNAL QUANTUM EFFICIENCY; LOW BANDGAP POLYMERS; PHOTOVOLTAIC THIN FILMS; SPECTROSCOPIC EVIDENCE; ULTRAFAST ELECTRON TRANSFER; ULTRAFAST TRANSIENT ABSORPTION SPECTROSCOPY;

ELECTRIC CHARGE; ELECTRON TRANSITIONS; ENERGY GAP; HYBRID SYSTEMS; POLYMERS; SEMICONDUCTOR QUANTUM DOTS; SOLAR CELLS;

POLYMER FILMS;

BLEACHING AGENT; LIGAND; POLYMER; QUANTUM DOT;

ABSORPTION SPECTROSCOPY; ARTICLE; CALCULATION; ELECTRON; ELECTRON TRANSPORT; HYBRID; PHOTOLUMINESCENCE; STEADY STATE;

EID: 84890495967     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja406884h     Document Type: Article

References (57)

1. Zhou, R.; Stadler, R.; Xie, D.; Cao, W.; Zheng, Y.; Yang, Y.; Plaisant, M.; Holloway, P. H.; Schanze, K. S.; Reynolds, J. R.; Xue, J. ACS Nano 2013, 7, 4846-4854
2. Greaney, M. J.; Araujo, J.; Burkhart, B.; Thompson, B. C.; Brutchey, R. L. Chem. Commun. 2013, 49, 8602-8604
3. Reiss, P.; Couderc, E.; De Girolamo, J.; Pron, A. Nanoscale 2011, 3, 446-489
4. Greaney, M. J.; Das, S.; Webber, D. H.; Bradforth, S. E.; Brutchey, R. L. ACS Nano 2012, 6, 4222-4230
5. Clarke, T. M.; Durrant, J. R. Chem. Rev. 2010, 110, 6736-6767
6. Piliego, C.; Loi, M. A. J. Mater. Chem. 2012, 22, 4141-4150
7. Deibel, C.; Strobel, T.; Dyankonov, V. Adv. Mater. 2010, 22, 4097-4111
8. Witt, F.; Kruszynska, M.; Borchert, H.; Parisi, J. J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 2999-3003
9. Grancini, G.; Biasiucci, M.; Mastria, R.; Scotognella, F.; Tassone, F.; Polli, D.; Gigli, G.; Lanzani, G. J. Phys. Chem. Lett. 2012, 3, 517-523
10. Bensal, N.; Reynolds, L. X.; MacLachlan, A.; Lutz, T.; Ashraf, R. S.; Zhang, W.; Nielsen, C. B.; McCulloch, I.; Rebois, D. G.; Kirchhartz, T.; Hill, M. S.; Molloy, K. C.; Nelson, J.; Haque, S. A. Sci. Rep. 2013, 3, 1531
11. Greenham, N. C.; Peng, X.; Alivisatos, A. P. Phys. Rev. B 1996, 54, 17628-17637
12. ten Cate, S.; Schins, J. M.; Siebbeles, L. D. A. ACS Nano 2012, 6, 8983-8988
13. Piris, J.; Dykstra, T. E.; Bakulin, A. A.; van Loosdrecht, P. H. M.; Knulst, W.; Tuan Trinh, M.; Schins, J. M.; Siebbeles, L. D. A. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 14500-14506
14. Herrmann, D.; Niesar, S.; Scharsich, C.; Köhler, A.; Stutzmann, M.; Riedle, E. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 18220-18233
15. Beek, W. J. E.; Wienk, M. M.; Janssen, R. A. J. Adv. Mater. 2004, 16, 1009-1013
16. Beek, W. J. E.; Wienk, M. M.; Kemerink, M.; Yang, X.; Janssen, R. A. J. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 9505-9516
17. Tagliazucchi, M.; Tice, D. B.; Sweeney, C. M.; Morris-Cohen, A. J.; Weiss, E. A. ACS Nano 2011, 5, 9907-9917
18. Heinemann, M. D.; von Maydell, K.; Zutz, F.; Kolny-Olesiak, J.; Borchert, H.; Riedel, I.; Parisi, J. Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 3788-3795
19. Itskos, G.; Othonos, A.; Rauch, T.; Tedde, S. F.; Hayden, O.; Kovalenko, M. V.; Heiss, W.; Choulis, S. A. Adv. Energy Mater. 2011, 1, 802-812
20. Bouclé, J.; Chyla, S.; Shaffer, M. S. P.; Durrant, J. R.; Bradley, D. D. C.; Nelson, J. Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 622-633
21. Dayal, S.; Kopidakis, N.; Olson, D. C.; Ginley, D. S.; Rumbles, G. Nano Lett. 2010, 10, 239-242
22. Rivera, C. A.; Winter, N.; Harper, R. V.; Benjamin, I.; Bradforth, S. E. Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 8269-8283
23. Roberts, S. T.; Schlenker, C. W.; Barlier, V.; McAnally, R. E.; Zhang, Y.; Mastron, J. N.; Thompson, M. E.; Bradforth, S. E. J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 48-54
24. Mühlbacher, D.; Scharber, M.; Morana, M.; Zhu, Z.; Waller, D.; Gaudiana, R.; Brabec, C. Adv. Mater. 2006, 18, 2884-2889
25. Webber, D. H.; Brutchey, R. L. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1085-1092
26. Norris, D. J.; Bawendi, M. G. Phys. Rev. B 1996, 53, 16338-16346
27. Klimov, V. I.; McBranch, D. W.; Leatherdale, C. A.; Bawendi, M. G. Phys. Rev. B 1999, 60, 13740-13749
28. Couderc, E.; Bruyant, N.; Fiore, A.; Chandezon, F.; Djurado, D.; Reiss, R.; Faure-Vincent, J. Appl. Phys. Lett. 2012, 101, 133301
29. Tsoi, W. C.; Spencer, S. J.; Yang, L.; Ballantyne, A. M.; Nicholson, P. G.; Turnbull, A.; Shard, A. G.; Murphy, C. E.; Bradley, D. D. C.; Nelson, J.; Kim, J.-S. Macromolecules 2011, 44, 2944-2952
30. Grancini, G.; Maiuri, M.; Fazzi, D.; Petrozza, A.; Egelhaaf, H.-J.; Brida, D.; Cerullo, G.; Lanzani, G. Nat. Mater. 2013, 12, 29-33
31. Hwang, I.-W.; Soci, C.; Moses, D.; Zhu, Z.; Waller, D.; Gaudiana, R.; Brabec, C. J.; Heeger, A. J. Adv. Mater. 2007, 19, 2307-2312
32. Yamamoto, S.; Ohkita, H.; Benten, H.; Ito, S. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 14804-14810
33. Tautz, R.; Da Como, E.; Limmer, T.; Feldmann, J.; Egelhaaf, H.-J.; von Hauff, E.; Lemaur, V.; Beljonne, D.; Yilmaz, S.; Dumsch, I.; Allard, S.; Scherf, U. Nat. Commun. 2012, 3, 970
34. Wiebeler, C.; Tautz, R.; Feldmann, J.; von Hauff, E.; Da Como, E.; Schumacher, S. J. Phys. Chem. B 2013, 117, 4454-4460
35. Kaake, L. G.; Jasieniak, J. J.; Bakus, B. C.; Welch, G. C.; Moses, D.; Bazan, G. C.; Heeger, A. J. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 19828-19838
36. Etzold, F.; Howard, I. A.; Forler, N.; Cho, D. M.; Meister, M.; Mangold, H.; Shu, J.; Hansen, M. R.; Muellen, K.; Laquai, F. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 10569-10583
37. McArthur, E. A.; Morris-Cohen, A. J.; Knowles, K. E.; Weiss, E. A. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 14514-14520
38. Knowles, K. E.; McArthur, E. A.; Weiss, E. A. ACS Nano 2011, 5, 2026-2035
39. Colbert, A. E.; Janke, E. M.; Hsieh, S. T.; Subramaniyan, S.; Schlenker, C. W.; Jenekhe, S. A.; Ginger, D. S. J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 280-284
40. Guyot-Sionnest, P.; Hines, M. A. Appl. Phys. Lett. 1998, 72, 686-688
41. Barbara, P. F.; Meyer, T. J.; Ratner, M. A. J. Phys. Chem. 1996, 100, 13148-13168
42. Coffey, D. C.; Larson, B. W.; Hains, A. W.; Whitaker, J. B.; Kopidakis, N.; Boltalina, O. V.; Strauss, S. H.; Rumbles, G. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 8916-8923
43. Watson, D. W.; Meyer, G. J. Annu. Rev. Phys. Chem. 2005, 56, 119-156
44. Carvalho, A.; Martsinovich, N.; Vieira, R.; Troisi, A. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 110-115
45. Yang, F.; Forrest, S. R. ACS Nano 2008, 2, 1022-1032
46. Park, S. H.; Roy, A.; Beaupré, S.; Chol, S.; Coates, N.; Moon, J. S.; Moses, D.; Leclerc, M.; Lee, K.; Heeger, A. J. Nat. Photonics 2009, 3, 297-302
47. Press, W. H.; Teukolsky, S. A.; Vetterling, W. T.; Flannery, B. P. Numerical Recipes in C: the Art of Scientific Computing; Cambridge University Press: Cambridge, 1988.
48. Press, W. H.; Teukolsky, S. A.; Vetterling, W. T.; Flannery, B. P. Numerical Recipes in C: the Art of Scientific Computing; Cambridge University Press: Cambridge, 1988.
49. Rice, S. A. Diffusion-Limited Reactions; Elsevier: Amsterdam, 1985; Vol. 25.
50. Onsager, L. J. Chem. Phys. 1934, 2, 599-615
51. Braun, C. L. J. Chem. Phys. 1984, 80, 4157-4161
52. Groves, C.; Blakesley, J. C.; Greenham, N. C. Nano Lett. 2010, 10, 1063-1069
53. Krissinel', E. B.; Agmon, N. J. Comput. Chem. 1996, 17, 1085-1098
54. Pettersson, L. A. A.; Roman, L. S.; Inganäs, O. J. Appl. Phys. 1999, 86, 487-496
55. Ameri, T.; Dennler, G.; Waldauf, C.; Azimi, H.; Seemann, A.; Forberich, K.; Hauch, J.; Scharber, M.; Hingerl, K.; Brabec, C. J. Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 1592-1598
56. Bakulin, A. A.; Rao, A.; Pavelyev, V. G.; van Loosdrecht, P. H. M.; Pshenichnikov, M. S.; Niedzialek, D.; Cornil, J.; Beljonne, D.; Friend, R. H. Science 2012, 335, 1340-1344
57. Tautz, R.; Da Como, E.; Wiebeler, C.; Soavi, G.; Dumsch, I.; Fröhlich, N.; Grancini, G.; Allard, S.; Scherf, U.; Cerullo, G.; Schumacher, S.; Feldmann, J. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 4282-4290