Effects of solvent additives on morphology, charge generation, transport, and recombination in solution-processed small-molecule solar cells

Advanced Energy Materials

Volumn 4, Issue 7, 2014, Pages

  Kyaw, Aung Ko Ko ^a   Wang, Dong Hwan ^a,c   Luo, Chan ^a,b   Cao, Yong ^b   Nguyen, Thuc Quyen ^a   Bazan, Guillermo C ^a   Heeger, Alan J ^a  

^a UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

^b SOUTH CHINA UNIVERSITY OF TECHNOLOGY   (China)

^c Chung Ang University   (South Korea)

Author keywords

charge transport; morphology; recombination; small molecule solar cells; solvent additives

Indexed keywords

ADDITIVES; CARRIER TRANSPORT; CHARGE TRANSFER; MOLECULES; MORPHOLOGY; PHASE SEPARATION; SOLAR CELLS;

BALANCED CHARGE TRANSPORT; BIMOLECULAR RECOMBINATION; MONOMOLECULAR RECOMBINATION; NANOSCALE MORPHOLOGY; PHOTOCURRENT GENERATIONS; RECOMBINATION; SMALL MOLECULES; SOLVENT ADDITIVES;

SOLVENTS;

EID: 84900504915     PISSN: 16146832     EISSN: 16146840     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/aenm.201301469     Document Type: Article

References (52)

1. J. Peet, A. J. Heeger, G. C. Bazan, Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1700.
2. S. R. Forrest, Nature 2004, 428, 911.
3. S. E. Shaheen, C. J. Brabec, N. S. Sariciftci, F. Padinger, T. Fromherz, J. C. Hummelen, Appl. Phys. Lett. 2001, 78, 841.
4. Y. Liang, Z. Xu, J. Xia, S.-T. Tsai, Y. Wu, G. Li, C. Ray, L. Yu, Adv. Mater. 2010, 22, E135.
5. Z. He, C. Zhong, S. Su, M. Xu, H. Wu, Y. Cao, Nat. Photonics 2012, 6, 591.
6. D. Mühlbacher, M. Scharber, M. Morana, Z. Zhu, D. Waller, R. Gaudiana, C. Brabec, Adv. Mater. 2006, 18, 2884.
7. N. Blouin, A. Michaud, D. Gendron, S. Wakim, E. Blair, R. Neagu-Plesu, M. Belletête, G. Durocher, Y. Tao, M. Leclerc, J. Am. Chem. Soc. 2007, 130, 732.
8. Y. Liang, Y. Wu, D. Feng, S.-T. Tsai, H.-J. Son, G. Li, L. Yu, J. Am. Chem. Soc. 2008, 131, 56.
9. Y. He, H.-Y. Chen, J. Hou, Y. Li, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 1377.
10. L. Lu, T. Xu, W. Chen, J. M. Lee, Z. Luo, I. H. Jung, H. I. Park, S. O. Kim, L. Yu, Nano Lett. 2013, 13, 2365.
11. G. Li, V. Shrotriya, J. Huang, Y. Yao, T. Moriarty, K. Emery, Y. Yang, Nat. Mater. 2005, 4, 864.
12. J. Peet, J. Y. Kim, N. E. Coates, W. L. Ma, D. Moses, A. J. Heeger, G. C. Bazan, Nat. Mater. 2007, 6, 497.
13. G. Yu, J. Gao, J. C. Hummelen, F. Wudl, A. J. Heeger, Science 1995, 270, 1789.
14. J. Y. Kim, S. H. Kim, H.-H. Lee, K. Lee, W. Ma, X. Gong, A. J. Heeger, Adv. Mater. 2006, 18, 572.
15. J. Y. Kim, K. Lee, N. E. Coates, D. Moses, T. Q. Nguyen, M. Dante, A. J. Heeger, Science 2007, 317, 222.
16. J. Yang, J. You, C.-C. Chen, W.-C. Hsu, H.-R. Tan, X. W. Zhang, Z. Hong, Y. Yang, ACS Nano 2011, 5, 6210.
17. W. Ma, C. Yang, X. Gong, K. Lee, A. J. Heeger, Adv. Funct. Mater. 2005, 15, 1617.
18. X. Yang, J. Loos, S. C. Veenstra, W. J. H. Verhees, M. M. Wienk, J. M. Kroon, M. A. J. Michels, R. A. J. Janssen, Nano Lett. 2005, 5, 579.
19. G. Li, Y. Yao, H. Yang, V. Shrotriya, G. Yang, Y. Yang, Adv. Funct. Mater. 2007, 17, 1636.
20. J. S. Moon, C. J. Takacs, Y. Sun, A. J. Heeger, Nano Lett. 2011, 11, 1036.
21. D. H. Wang, J. S. Moon, J. Seifter, J. Jo, J. H. Park, O. O. Park, A. J. Heeger, Nano Lett. 2011, 11, 3163.
22. Y. Yao, J. Hou, Z. Xu, G. Li, Y. Yang, Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 1783.
23. J. S. Moon, C. J. Takacs, S. Cho, R. C. Coffin, H. Kim, G. C. Bazan, A. J. Heeger, Nano Lett. 2010, 10, 4005.
24. H.-Y. Chen, H. Yang, G. Yang, S. Sista, R. Zadoyan, G. Li, Y. Yang, J. Phys. Chem. C 2009, 113, 7946.
25. J. Peet, C. Soci, R. C. Coffin, T. Q. Nguyen, A. Mikhailovsky, D. Moses, G. C. Bazan, Appl. Phys. Lett. 2006, 89, 252105.
26. a) Y. Sun, G. C. Welch, W. L. Leong, C. J. Takacs, G. C. Bazan, A. J. Heeger, Nat. Mater. 2012, 11, 44.
27. b) J. A. Love, C. M. Proctor, J. Liu, C. J. Takacs, A. Sharenko, T. S. van der Poll, A. J. Heeger, G. C. Bazan, T.-Q. Nguyen, Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 5019.
28. B. Walker, A. B. Tamayo, X.-D. Dang, P. Zalar, J. H. Seo, A. Garcia, M. Tantiwiwat, T.-Q. Nguyen, Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 3063.
29. B. Walker, C. Kim, T.-Q. Nguyen, Chem. Mater. 2010, 23, 470.
30. A. K. K. Kyaw, D. H. Wang, D. Wynands, J. Zhang, T.-Q. Nguyen, G. C. Bazan, A. J. Heeger, Nano Lett. 2013, 13, 3796.
31. S. R. Cowan, R. A. Street, S. Cho, A. J. Heeger, Phys. Rev. B 2011, 83, 035205.
32. J. Brabec, A. Cravino, D. Meissner, N. S. Sariciftci, T. Fromherz, M. T. Rispens, L. Sanchez, J. C. Hummelen, Adv. Funct. Mater. 2001, 11, 374.
33. I. D. Parker, J. Appl. Phys. 1994, 75, 1656.
34. G. Li, C.-W. Chu, V. Shrotriya, J. Huang, Y. Yang, Appl. Phys. Lett. 2006, 88, 253503.
35. T.-A. Chen, X. Wu, R. D. Rieke, J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 233.
36. F. Padinger, R. S. Rittberger, N. S. Sariciftci, Adv. Funct. Mater. 2003, 13, 85.
37. W. Ma, C. Yang, X. Gong, K. Lee, A. J. Heeger, Adv. Funct. Mater. 2005, 15, 1617.
38. H. Yang, T. J. Shin, L. Yang, K. Cho, C. Y. Ryu, Z. Bao, Adv. Funct. Mater. 2005, 15, 671.
39. S. R. Cowan, A. Roy, A. J. Heeger, Phys. Rev. B 2010, 82, 245207.
40. L. G. Kaake, D. Moses, A. J. Heeger, J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 2264.
41. P. N. Murgatroyd, J. Phys. D: Appl. Phys. 1970, 3, 151.
42. V. D. Mihailetchi, H. X. Xie, B. de Boer, L. J. A. Koster, P. W. M. Blom, Adv. Funct. Mater. 2006, 16, 699.
43. S. M. Tuladhar, D. Poplavskyy, S. A. Choulis, J. R. Durrant, D. D. C. Bradley, J. Nelson, Adv. Funct. Mater. 2005, 15, 1171.
44. R. A. Street, M. Schoendorf, A. Roy, J. H. Lee, Phys. Rev. B 2010, 81, 205307.
45. I. Riedel, J. Parisi, V. Dyakonov, L. Lutsen, D. Vanderzande, J. C. Hummelen, Adv. Funct. Mater. 2004, 14, 38.
46. J. Kniepert, M. Schubert, J. C. Blakesley, D. Neher, J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 700.
47. P. Schilinsky, C. Waldauf, C. J. Brabec, Appl. Phys. Lett. 2002, 81, 3885.
48. J. K. J. van Duren, X. Yang, J. Loos, C. W. T. Bulle-Lieuwma, A. B. Sieval, J. C. Hummelen, R. A. J. Janssen, Adv. Funct. Mater. 2004, 14, 425.
49. L. J. A. Koster, V. D. Mihailetchi, R. Ramaker, P. W. M. Blom, Appl. Phys. Lett. 2005, 86, 123509.
50. W. Shockley, W. T. Read, Jr., Phys. Rev. 1952, 87, 835.
51. R. N. Hall, Phys. Rev. 1952, 87, 387.
52. M. M. Mandoc, W. Veurman, L. J. A. Koster, B. de Boer, P. W. M. Blom, Adv. Funct. Mater. 2007, 17, 2167.