Improving structural order for a high-performance diketopyrrolopyrrole- based polymer solar cell with a thick active layer

Advanced Energy Materials

Volumn 4, Issue 5, 2014, Pages

  Gao, Jing ^a   Dou, Letian ^a   Chen, Wei ^b,c   Chen, Chun Chao ^a   Guo, Xuanrong ^a   You, Jingbi ^a   Bob, Brion ^a   Chang, Wei Hsuan ^a   Strzalka, Joseph ^d   Wang, Cheng ^e   Li, Gang ^a   Yang, Yang ^a  

^a Engineering IV   (United States)

^b ARGONNE NATIONAL LABORATORY   (United States)

^c UNIVERSITY OF CHICAGO   (United States)

^d ARGONNE NATIONAL LABORATORY   (United States)

^e LAWRENCE BERKELEY NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

diketopyrrolopyrrole; high carrier mobility; polymer side chains; thick active layers; thienylbenzodithiophene

Indexed keywords

CARRIER MOBILITY; CHAINS; INDUSTRIAL APPLICATIONS; SOLAR CELLS;

DIKETOPYRROLOPYRROLES; HIGH CARRIER MOBILITY; POLYMER SIDE-CHAINS; THICK ACTIVE LAYERS; THIENYLBENZODITHIOPHENE;

POLYMERS;

EID: 84897581823     PISSN: 16146832     EISSN: 16146840     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/aenm.201300739     Document Type: Article

References (70)

1. a) G. Yu, J. Gao, J. C. Hummelen, F. Wudl, A. J. Heeger, Science 1995, 270, 1789
2. b) G. Li, V. Shrotriya, J. S. Huang, Y. Yao, T. Moriarty, K. Emery, Y. Yang, Nat. Mater. 2005, 4, 864
3. c) F. C. Krebs, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2009, 93, 394
4. d) J. Brabec, N. S. Sariciftci, J. C. Hummelen, Adv. Funct. Mater. 2011, 11, 15
5. e) G. Li, R. Zhu, Y. Yang, Nat. Photonics 2012, 6, 153
6. f) C.-C. Chen, L. T. Dou, R. Zhu, C.-H. Chung, T.-B. Song, Y. B. Zheng, S. Hawks, G. Li, P. S. Weiss, Y. Yang, ACS Nano 2012, 6, 7185.
7. a) B. C. Thompson, J. M. J. Frechet, Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 58
8. b) Y. J. Cheng, S. H. Yang, C. S. Hsu, Chem. Rev. 2009, 109, 5868
9. c) P. L. T. Boudreault, A. Najari, M. Leclerc, Chem. Mater. 2011, 23, 456
10. d) P. M. Beaujuge, J. M. J. Frechet, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 20009
11. e) Y. F. Li, Acc. Chem. Res. 2012, 45, 723.
12. 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
13. b) Y. Y. Liang, Z. Xu, J. Xia, S. T. Tsai, Y. Wu, G. Li, C. Ray, L. P. Yu, Adv. Mater. 2010, 22, E135
14. c) Z. C. He, C. M. Zhong, X. Huang, W. Y. Wong, H. B. Wu, L. W. Chen, S. J. Su, Y. Cao, Adv. Mater. 2011, 23, 4636
15. d) C. M. Amb, S. Chen, K. R. Graham, J. Subbiah, C. E. Small, F. So, J. R. Reynolds, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 10062
16. e) T. Y. Chu, J. P. Lu, S. Beaupre, Y. G. Zhang, J. R. Pouliot, S. Wakim, J. Y. Zhou, M. Leclerc, Z. Li, J. F. Ding, Y. Tao, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 4250
17. f) L. J. Huo, S. Q. Zhang, X. Guo, F. Xu, Y. F. Li, J. H. Hou, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 9697
18. g) J. B. You, C.-C. Chen, L. T. Dou, S. Murase, H.-S Duan, S. Hawks, T. Xu, H. J. Son, L. P. Yu, G. Li, Y. Yang, Adv. Mater. 2012, 24, 5267
19. h) J. Y. Zhou, X. J. Wan, Y. S. Liu, Y. Zuo, Z. Li, He, G. G. G. K. Long, W. Ni, C. X. Li, X. C. Su, Y. S. Chen, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 16345
20. i) Y.-X. Xu, C.-C. Chueh, H.-L. Yip, F.-Z. Ding, Y.-X. Li, C.-Z. Li, X. Li, W.-C. Chen, A. K.-Y. Jen, Adv. Mater. 2012, 24, 6356
21. j) M. A. Green, K. Emery, Y. Hishikawa, W. Warta, E. D. Dunlop, Prog. Photovolt: Res. Appl. 2012, 20, 12.
22. a) J. Y. Kim, K. Lee, N. E. Coates, D. Moses, T. Q. Nguyen, M. Dante, A. J. Heeger, Science 2007, 317, 222
23. b) V. S. Gevaerts, A. Furlan, M. M. Wienk, M. Turbiez, R. A. J. Janssen, Adv. Mater. 2012, 24, 2130
24. c) 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
25. d) 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
26. e) L. T. Dou, W.-H. Chang, J. Gao, C.-C. Chen, J. B. You, Y. Yang, Adv. Mater. 2013, 25, 825
27. f) J. B. You, L. T. 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
28. g) H. Zhou, L. Yang, W. You, Macromolecules. 2012, 45, 607.
29. a) G. Dennler, M. C. Scharber, T. Ameri, P. Denk, K. Forberich, C. Waldauf, C. J. Brabec, Adv. Mater. 2008, 20, 579
30. b) M. C. Scharber, D. Muhlbacher, M. Koppe, P. Denk, C. Waldauf, A. J. Heeger, C. Brabec, Adv. Mater. 2006, 18, 789
31. c) L. J. A. Koster, S. E. Shaheen, J. C. Hummelen, Adv. Energy Mater. 2012, 2, 1246
32. d) C.-C. Chen, L. Dou, J. Gao, W.-H. Chang, G. Li, Y. Yang, Energy Environ. Sci., 2013, 6, 2714.
33. 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.
34. a) J. H. Hou, H. Y. Chen, S. Q. Zhang, G. Li, Y. Yang, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 16144
35. b) A. J. Kronemeijier, E. Gili, M. Shahid, J. Pivnay, A. Salleo, M. Heeney, H. Sirringhaus, Adv. Mater. 2012, 24, 1558
36. c) J. S. Ha, K. H. Kim, D. H. Choi, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 10364.
37. a) J. C. Bijleveld, A. 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
38. b) R. C. Coffin, J. Peet, J. Rogers, G. C. Bazan, Nat. Chem. 2009, 1, 657
39. c) M. M. Wienk, M. Turbiez, J. Gilot, R. A. J. Janssen, Adv. Mater. 2008, 20, 2556.
40. a) C. H. Woo, P. M. Beaujuge, T. W. Holcombe, O. P. Lee, J. M. J. Fréchet, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 15547
41. b) A. T. Yiu, P. M. Beaujuge, O. P. Lee, C. H. Woo, M. F. Toney, J. M. J. Frechet, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 2180.
42. a) M. Wang, X. Hu, P. Liu, W. Li, X. Gong, F. Huang, Y. Cao, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 9638
43. b) C. Piliego, T. W. Holcombe, J. D. Douglas, C. H. Woo, P. M. Beaujuge, J. M. J. Fréchet, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 7595
44. c) Y. Zou, A. Najari, P. Berrouard, S. Beaupré, B. R. Aïch, Y. Tao, M. Leclerc, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 5330
45. d) Y. Zhang, S. K. Hau, H.-L. Yip, Y. Sun, O. Acton, A. K.-Y. Jen, Chem. Mater. 2010, 22, 2696
46. e) M.-S. Su, C.-Y. Kuo, M.-C. Yuan, U.-S. Jeng, C.-J. Su, K.-H. Wei, Adv. Mater. 2011, 23, 3315
47. f) J. M. Szarko, J. Guo, Y. Liang, B. Lee, B. S. Rolczynski, J Strzalka, T. Xu, S. Loser, T. J. Marks, L. Yu, L. X. Chen, Adv. Mater. 2010, 22, 5468
48. g) Y. Liang, D. Feng, Y. Wu, S.-T. Tsai, G. Li, C. Ray, L. Yu, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 7792
49. h) Y. Liang, Y. Wu, D. Feng, S.-T. Tsai, H.-J. Son, G. Li, L. Yu, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 56.
50. a) M. M. Wienk, M. Turbiez, J. Gilot, R. A. J. Janssen, Adv. Mater. 2008, 20, 2556
51. b) 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.
52. a) C. V. Hoven, X.-D. Dang, R. C. Coffin, J. Peet, T.-Q. Nguyen, G. C. Bazan, Adv. Mater. 2010, 22, E63
53. b) L. M. Chen, Z. Hong, G. Li, Y. Yang, Adv. Mater. 2009, 21, 1434
54. c) J. S. Moon, C. J. Takacs, S. Cho, R. C. Cön, H. Kim, G. C. Bazan, A. J. Heeger, Nano Lett. 2010, 10, 4005
55. d) F.-C. Chen, H.-C. Tseng, C.-J. Ko, Appl. Phys. Lett. 2008, 92, 103316.
56. a) G. Li, Y. Yao, H. Yang, V. Shrotriya, G. Yang, Y. Yang, Adv. Funct. Mater. 2007, 17, 1636
57. b) C.-W. Chu, H. Yang, W.-J. Hou, J. Huang, G. Li, Y. Yang, Appl. Phys. Lett. 2008, 92, 103306.
58. a) 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
59. b) R. L. Jones, S. K. Kumar, D. L. Ho, R. M. Briber, T. P. Russell, Nature 1999, 400, 146
60. c) P. A. Staniec, A. J. Parnell, A. D. F. Dunbar, H. Yi, A. J. Pearson, T. Wang, P. E. Hopkinson, C. Kinane, R. M. Dalgliesh, A. M. Donald, A. J. Ryan, A. Iraqi, R. A. L. Jones, D. G. Lidzey, Adv. Energy Mater. 2011, 1, 499
61. d) H. J. Son, L. Lu, W. Chen, T. Xu, T. Zheng, B. Carsten, J. Strzalka, S. B. Darling, L. X. Chen, L. Yu, Adv. Mater. 2013, 25, 838.
62. a) Y. Liang, Z. Xu, J. Xia, S.-T. Tsai, Y. Wu, G. Li, C. Ray, L. Yu, Adv. Mater. 2010, 22, E135
63. b) J. Peet, J. Y. Kim, N. E. Coates, W. L. Ma, D. Moses, A. J. Heeger, G. C. Bazan, Nat. Mater. 2007, 6, 497.
64. a) J. Guo, Y. Liang, J. Szarko, B. Lee, H. J. Son, B. S. Rolczynki, L. Yu, L. X. Chen, J. Phys. Chem. B 2010, 114, 742
65. b) E. Verploegen, R. Mondal, C. J. Bettinger, S. Sok, M. F. Toney, Z. Bao, Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 3519
66. c) S. M. Bennington, J. Phys.: Condens. Matter. 2000, 12, L451
67. d) M.-Y. Chiu, U. S. Jeng, C.-H. Su, K. S. Liang, K.-H. Wei, Adv. Mater. 2008, 20, 2573.
68. a) A. J. Mozer, N. S. Sariciftci, L. Lutsen, D. Vanderzande, R. Osterbacka, M. Westerling, G. Juska, Appl. Phys. Lett. 2005, 86, 112104
69. b) A. J. Moulé, J. B. Bonekamp, K. Meerholz, J. Appl. Phys. 2006, 100, 094503.
70. S. C. Price, A. C. Stuart, L. Yang, H. Zhou, W. You, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 4625.