Molecular doping enhances photoconductivity in polymer bulk heterojunction solar cells

Advanced Materials

Volumn 25, Issue 48, 2013, Pages 7038-7044

  Zhang, Yuan ^a   Zhou, Huiqiong ^a   Seifter, Jason ^a   Ying, Lei ^a   Mikhailovsky, Alexander ^a   Heeger, Alan J ^a   Bazan, Guillermo C ^a   Nguyen, Thuc Quyen ^a  

^a UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

Author keywords

charge carrier density; charge recombination; F4 TCNQ; molecular doping; photocurrent

Indexed keywords

BULK HETEROJUNCTION SOLAR CELLS; CHARGE RECOMBINATIONS; F4-TCNQ; LOW CONCENTRATIONS; MOLECULAR DOPING; P-TYPE DOPANT; POLYMER BULK HETEROJUNCTIONS; POWER CONVERSION EFFICIENCIES;

CHARGE CARRIERS; PHOTOCURRENTS; SOLAR CELLS;

HETEROJUNCTIONS;

FULLERENE DERIVATIVE; INDIUM TIN OXIDE; NITRILE; POLY(3,4 ETHYLENEDIOXYTHIOPHENE) POLY(STYRENESULFONATE); POLY(3,4-ETHYLENEDIOXYTHIOPHENE)-POLY(STYRENESULFONATE); POLYMER; POLYSTYRENE DERIVATIVE; TETRACYANOQUINODIMETHANE; THIOPHENE DERIVATIVE; TIN DERIVATIVE;

ARTICLE; CHARGE CARRIER DENSITY; CHARGE RECOMBINATION; CHEMISTRY; ELECTROCHEMICAL IMPEDANCE SPECTROSCOPY; ELECTRODE; F4-TCNQ; MOLECULAR DOPING; PHOTOCURRENT; SOLAR ENERGY;

CHARGE CARRIER DENSITY; CHARGE RECOMBINATION; F4-TCNQ; MOLECULAR DOPING; PHOTOCURRENT;

DIELECTRIC SPECTROSCOPY; ELECTRODES; FULLERENES; NITRILES; POLYMERS; POLYSTYRENES; SOLAR ENERGY; THIOPHENES; TIN COMPOUNDS;

EID: 84890803441     PISSN: 09359648     EISSN: 15214095     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adma.201302159     Document Type: Article

References (52)

1. G. Li, V. Shrotriya, J. S. Huang, Y. Yao, T. Moriarty, K. Emery, Y. Yang, Nat. Mater. 2005, 4, 864.
2. Y. Kim, S. Cook, S. M. Tuladhar, S. A. Choulis, J. Nelson, J. R. Durrant, D. D. C. Bradley, M. Giles, I. Mcculloch, C. S. Ha, M. Ree, Nat. Mater. 2006, 5, 197.
3. P. Peumans, S. Uchida, S. R. Forrest, Nature 2003, 425, 158.
4. Z. He, C. Zhong, S. Su, M. Xu, H. Wu, Y. Cao, Nat. Photon. 2012, 6, 591.
5. J. You, L. Dou, K. Yoshimura, T. Kato, K. Ohya, T. Moriarty, K. Emery, C.-C. Chen, J. Gao, G. Li, Y. Yang, Nat. Comm. 2013, 4, 1446.
6. T. M. Clarke, J. R. Durrant, Chem. Rev. 2010, 110, 6736.
7. H. Hoppe, M. Niggemann, C. Winder, J. Kraut, R. Hiesgen, A. Hinsch, D. Meissner, N. S. Sariciftci, Adv. Funct. Mater. 2004, 14, 1005.
8. J. J. M. Halls, C. A. Walsh, N. C. Greenham, E. A. Marseglia, R. H. Friend, S. C. Moratti, A. B. Holmes, Nature 1995, 376, 6540.
9. H. Ohkita, S. Cook, Y. Astuti, W. Duffy, S. Tierney, W. Zhang, M. Heeney, I. McCulloch, J. Nelson, D. D. C. Bradley, J. R. Durrant, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 3030.
10. V. D. Mihailetchi, H. X. Xie, B. de Boer, L. J. A. Koster, P. W. M. Blom, Adv. Funct. Mater. 2006, 16, 699.
11. Serap Günes, H. Neugebauer, N. S. Sariciftci, Chem, Rev. 2007, 107, 1324.
12. J. K. J. van Duren, X. N. Yang, J. Loos, C. W. T. Bulle-Lieuwma, A. B. Sieval, J. C. Hummelen, R. A. J. Janssen, Adv. Funct. Mater. 2004, 14, 425.
13. F. L. Zhang, K. G. Jespersen, C. Bjorstrom, M. Svensson, M. R. Andersson, V. Sundstrom, K. Magnusson, E. Moons, A. Yartsev, O. Inganäs, Adv. Funct. Mater. 2006, 16, 667.
14. J. H. Hou, H. Y. Chen, S. Q. Zhang, G. Li, Y. Yang, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 16144.
15. B. C. Thompson, Y. G. Kim, T. D. McCarley, J. R. Reynolds, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 1 2714.
16. A. P. Kulkarni, K. M. Noone, K. Munechika, S. R. Guyer, D. S. Ginger, Nano Lett. 2010, 10, 1501.
17. M. Schierhorn, S. W. Boettcher, J. H. Peet, E. Matioli, G. C. Bazan, G. D. Stucky, M. Moskovits, ACS Nano 2010, 4, 6132.
18. P. W. M. Blom, V. D. Mihailetchi, L. J. A. Koster, D. E. Markov, Adv. Mater. 2007, 19, 1551.
19. S. R. Cowan, A. Roy, A. J. Heeger, Phys. Rev. B 2010, 82, 245207.
20. C. G. Shuttle, B. O'Regan, A. M. Ballantyne, J. Nelson, D. D. C. Bradley, J. R. Durrant, Phys. Rev. B 2008, 78, 113201.
21. J. Peet, J. Y. Kim, N. E. Coates, W. L. Ma, D. Moses, A. J. Heeger, G. C. Bazan, Nat. Mater. 2007, 6, 497.
22. C. V. Hoven, X. D. Dang, R. C. Coffin, J. Peet, T.-Q. Nguyen, G. C. Bazan, Adv. Mater. 2010, 22, E63.
23. J. T. Rogers, K. Schmidt, M. F. Toney, E. J. Kramer, G. C. Bazan, Adv. Mater. 2011, 23, 2284.
24. G. Grancini, M. Maiuri, D. Fazzi, A. Petrozza, H. J. Egelhaaf, D. Brida, G. Cerullo, G. Lanzani, Nat. Mater. 2013, 12, 29.
25. A. E. Jailaubekov, A. P. Willard, J. R. Tritsch, W. L. Chan, N. Sai, R. Gearba, L. G. Kaake, K. J. Williams, K. Leung, P. J. Rossky, X. Y. Zhu, Nat. Mater. 2013, 12, 66.
26. F. Deschler, E. Da Como, T. Limmer, R. Tautz, T. Godde, M. Bayer, E. von Hauff, S. Yilmaz, S. Allard, U. Scherf, J. Feldmann, Phys. Rev. Lett. 2011, 107, 127402.
27. K. Walzer, B. Maennig, M. Pfeiffer, K. Leo, Chem. Rev. 2007, 107, 1233.
28. J. Kido, T. Matsumoto, Appl. Phys. Lett. 1998, 73, 2866.
29. W. Y. Gao, A. Kahn, Appl. Phys. Lett. 2001, 79, 4040.
30. K. H. Yim, G. L. Whiting, C. E. Murphy, J. J. M. Halls, J. H. Burroughes, R. H. Friend, J. S. Kim, Adv. Mater. 2008, 20, 3319.
31. Y. Zhang, B. de Boer, P. W. M. Blom, Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 1901.
32. J. Drechsel, B. Mannig, D. Gebeyehu, M. Pfeiffer, K. Leo, H. Hoppe, Org. Electron. 2004, 5, 175.
33. R. Schueppel, R. Timmreck, N. Allinger, T. Mueller, M. Furno, C. Uhrich, K. Leo, M. Riede, J. Appl. Phys. 2010, 107, 044503.
34. V. A. Trukhanov, V. V. Bruevich, D. Yu. Paraschuk, Phy. Rev. B 2011, 84, 205318.
35. Y. Zhang, P. W. M. Blom, Appl. Phys. Lett. 2010, 97, 083303.
36. A. V. Tunc, A. De Sio, D. Riedel, F. Deschler, E. Da Como, J. Parisi, E. von Hauff, Org. Electron. 2012, 13, 290.
37. N. Blouin, A. Michaud, D. Gendron, S. Wakim, E. Blair, R. Neagu-Plesu, M. Belletete, G. Durocher, Y. Tao, M. Leclerc, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 732.
38. J. Y. Kim, S. H. Kim, H. H. Lee, K. Lee, W. L. Ma, X. Gong, A. J. Heeger, Adv. Mater. 2006, 18, 572.
39. L. Cosimbescu, A. B. Padmaperuma, D. J. Gaspar, J. Phys. Chem. A 2011, 115, 13498.
40. J. H. Seo, A. Gutacker, Y. M. Sun, H. B. Wu, F. Huang, Y. Cao, U. Scherf, A. J. Heeger, G. C. Bazan, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 8416.
41. I. Lange, J. C. Blakesley, J. Frisch, A. Vollmer, N. Koch, D. Neher, Phys. Rev. Lett. 2011, 106, 216402.
42. X. Liu, W. Wen, G. C. Bazan, Adv. Mater. 2012, 24, 4505.
43. L. Kaake, X.-D. Dang, W. L. Leong, Y. Zhang, A. Heeger, T.-Q. Nguyen, Adv. Mater. 2013, 25, 1706.
44. V. D. Mihailetchi, J. Wildeman, P. W. M. Blom, Phys. Rev. Lett. 2005, 94, 126602.
45. H. Zhou, Y. Zhang, J. Seifter, S. D. Collins, C. Luo, G. C. Bazan, T.-Q. Nguyen, A. J. Heeger, Adv. Mater. 2013, 25, 1646.
46. C. Schwarz, S. Tscheuschner, J. Frisch, S. Winkler, N. Koch, H. Bässler, A. Köhler, Phys. Rev. B 2013, 87, 155205.
47. H. Zhou, Y. Zhang, J. Seifter, S. D. Collins, C. Luo, G. C. Bazan, T.-Q. Nguyen, A. J. Heeger, Adv. Mater. 2013, 25, 1646.
48. L. J. A. Koster, V. D. Mihailetchi, R. Ramaker, P. W. M. Blom, Appl. Phys. Lett. 2005, 86, 123509.
49. M. M. Mandoc, F. B. Kooistra, J. C. Hummelen, B. de Boer, P. W. M. Blom, Appl. Phys. Lett. 2007, 91, 263505.
50. Y. Zhang, X.-D. Dang, C. Kim, T.-Q. Nguyen, Adv. Energy Mater. 2011, 1, 610.
51. N. Banerji, S. Cowan, M. Leclerc, E. Vauthey, A. J. Heeger, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 17459.
52. B. Walker, A. B. Tamayo, X.-D. Dang, P. Zalar, J. H. Seo1, A. Garcia, M. Tantiwiwat, T.-Q. Nguyen, Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 3063.