Enhanced photovoltaic performance by modulating surface composition in bulk heterojunction polymer solar cells based on PBDTTT-C-T/PC71BM

Advanced Materials

Volumn 26, Issue 24, 2014, Pages 4043-4049

  Guo, Xia ^a,d   Zhang, Maojie ^a   Ma, Wei ^b   Ye, Long ^a,d   Zhang, Shaoqing ^a   Liu, Shengjian ^c   Ade, Harald ^b   Huang, Fei ^c   Hou, Jianhui ^a  

^a INSTITUTE OF CHEMISTRY   (China)

^b NORTH CAROLINA STATE UNIVERSITY   (United States)

^c SOUTH CHINA UNIVERSITY OF TECHNOLOGY   (China)

^d UNIVERSITY OF CHINESE ACADEMY OF SCIENCES   (China)

Author keywords

morphology; polymer solar cells; solvent additives; surface composition

Indexed keywords

ADDITIVES; HETEROJUNCTIONS; MORPHOLOGY; SOLAR CELLS; SURFACE STRUCTURE;

BULK HETEROJUNCTION; CONVENTIONAL STRUCTURES; INVERTED POLYMER SOLAR CELLS; PHOTOVOLTAIC PERFORMANCE; POLYMER SOLAR CELLS; POWER CONVERSION EFFICIENCIES; SOLVENT ADDITIVES; TOP SURFACE;

POLYMERS;

EID: 84903160839     PISSN: 09359648     EISSN: 15214095     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adma.201400411     Document Type: Article

References (68)

1. a) M. J. Zhang, X. Guo, S. Q. Zhang, J. H. Hou, Adv. Mater. 2014, 26, 1118
2. b) Z. C. He, C. Zhong, X. Huang, W. Y. Wong, H. Wu, L. Chen, S. Su, Y. Cao, Adv. Mater. 2011, 23, 4636
3. 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
4. d) M. J. Zhang, Y. Gu, X. Guo, F. Liu, S. Q. Zhang, L. J. Huo, T. P. Russell, J. H. Hou, Adv. Mater. 2013, 25, 4944
5. e) J. You, L. 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.
6. a) J. Peet, A. J. Heeger, G. C. Bazan, Accounts. Chem. Res. 2009, 42, 1700
7. b) M. J. Zhang, X. Guo, Y. F. Li, Adv. Energy Mater. 2011, 1, 557
8. c) M. J. Zhang, X. Guo, W. Ma, S. Q. Zhang, L. J. Huo, H. Ade, J. H. Hou, Adv. Mater. 2013, DOI: 10.1002/adma.201304631
9. d) W. W. Li, K. H. Hendriks, A. Furlan, W. S. C. Roelofs, S. C. J. Meskers, M. M. Wienk, R. A. J. Janssen, Adv. Mater. 2013, DOI: 10.1002/adma.201304360
10. e) K. Mullen, T. M. Swager, Accounts Chem Res 2008, 41, 1085
11. f) J. W. Chen, Y. Cao, Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1709
12. g) O. Inganas, F. L. Zhang, M. R. Andersson, Accounts Chem Res 2009, 42, 1731.
13. a) B. C. Thompson, J. M. J. Fréchet, Angew. Chem. Int. Edit. 2008, 47, 58
14. b) J. A. Bartelt, Z. M. Beiley, E. T. Hoke, W. R. Mateker, J. D. Douglas, B. A. Collins, J. R. Tumbleston, K. R. Graham, A. Amassian, H. Ade, J. M. J. Fréchet, M. F. Toney, M. D. McGehee, Adv. Energy Mater. 2013, 3, 363.
15. C. R. McNeill, J. J. M. Halls, R. Wilson, G. L. Whiting, S. Berkebile, M. G. Ramsey, R. H. Friend, N. C. Greenham, Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 2309.
16. a) G. Li, V. Shrotriya, J. Huang, Y. Yao, T. Moriarty, K. Emery, Y. Yang, Nat. Mater. 2005, 4, 864
17. b) J. H. Park, J. S. Kim, J. H. Lee, W. H. Lee, K. Cho, J. Phys. Chem. C 2009, 113, 17579.
18. L. Chang, H. W. A. Lademann, J. B. Bonekamp, K. Meerholz, A. J. Moulé, Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 1779.
19. a) M. M. Wienk, M. Turbiez, J. Gilot, R. A. J. Janssen, Adv. Mater. 2008, 20, 2556
20. b) W. W. Li, W. S. C. Roelofs, M. M. Wienk, R. A. J. Janssen, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 13787
21. c) S. Alem, T. Y. Chu, S. C. Tse, S. Wakim, J. P. Lu, R. Movileanu, Y. Tao, F. Belanger, D. Desilets, S. Beaupre, M. Leclerc, S. Rodman, D. Waller, R. Gaudiana, Org. Electron. 2011, 12, 1788
22. d) M. J. Zhang, X. Guo, X. C. Wang, H. Q. Wang, Y. F. Li, Chem. Mater. 2011, 23, 4264
23. e) F. Liu, Y. Gu, C. Wang, W. Zhao, D. Chen, A. L. Briseno, T. P. Russell, Adv. Mater. 2012, 24, 3947.
24. a) J. Peet, J. Y. Kim, N. E. Coates, W. L. Ma, D. Moses, A. J. Heeger, G. C. Bazan, Nat. Mater. 2007, 6, 497
25. b) J. K. Lee, W. L. Ma, C. J. Brabec, J. Yuen, J. S. Moon, J. Y. Kim, K. Lee, G. C. Bazan, A. J. Heeger, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 3619
26. c) Y. Yao, J. H. Hou, Z. Xu, G. Li, Y. Yang, Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 1783
27. d) C. V. Hoven, X. D. Dang, R. C. Coffin, J. Peet, T. Q. Nguyen, G. C. Bazan, Adv. Mater. 2010, 22, E63
28. e) K. R. Graham, P. M. Wieruszewski, R. Stalder, M. J. Hartel, J. G. Mei, F. So, J. R. Reynolds, Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 4801.
29. S. J. Lou, J. M. Szarko, T. Xu, L. P. Yu, T. J. Marks, L. X. Chen, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 20661.
30. a) J. T. Rogers, K. Schmidt, M. F. Toney, E. J. Kramer, G. C. Bazan, Adv. Mater. 2011, 23, 2284
31. b) X. Guo, C. Cui, M. Zhang, L. Huo, Y. Huang, J. Hou, Y. Li, Energy Environ. Sci. 2012, 5, 7943
32. c) X. Guo, M. J. Zhang, L. J. Huo, C. H. Cui, Y. Wu, Y. Huang, J. H. Hou, Y. F. Li, Macromolecules 2012, 45, 6930
33. d) M. S. Su, C. Y. Kuo, M. C. Yuan, U. S. Jeng, C. J. Su, K. H. Wei, Adv. Mater. 2011, 23, 3315.
34. a) B. Walker, A. Tamayo, D. T. Duong, X. D. Dang, C. Kim, J. Granstrom, T. Q. Nguyen, Adv. Energy Mater. 2011, 1, 221
35. b) X. L. Liu, S. Huettner, Z. X. Rong, M. Sommer, R. H. Friend, Adv. Mater. 2012, 24, 669
36. c) K. R. Graham, P. M. Wieruszewski, R. Stalder, M. J. Hartel, J. G. Mei, F. So, J. R. Reynolds, Adv. Funct. Mate. 2012, 22, 4801
37. d) A. R. Campbell, J. M. Hodgkiss, S. Westenhoff, I. A. Howard, R. A. Marsh, C. R. McNeill, R. H. Friend, N. C. Greenham, Nano Lett. 2008, 8, 3942.
38. a) Z. C. He, C. Zhong, S. Su, M. Xu, H. B. Wu, Y. Cao, Nature Photonics 2012, 6, 591
39. b) Z. A. Tan, W. Q. Zhang, Z. G. Zhang, D. P. Qian, Y. Huang, J. H. Hou, Y. F. Li, Adv. Mater. 2012, 24, 1476
40. c) S. H. Liao, H. J. Jhuo, Y. S. Cheng, S. A. Chen, Adv. Mater. 2013, 25, 4766
41. d) H. Choi, J. S. Park, E. Jeong, G. H. Kim, B. R. Lee, S. O. Kim, M. H. Song, H. Y. Woo, J. Y. Kim, Adv. Mater. 2011, 23, 2759
42. e) C. H. Hsieh, Y. J. Cheng, P. J. Li, C. H. Chen, M. Dubosc, R. M. Liang, C. S. Hsu, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 4887.
43. a) S. J. Liu, K. Zhang, J. M. Lu, J. Zhang, H. L. Yip, F. Huang, Y. Cao, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 15326
44. b) Y. Dong, X. W. Hu, C. H. Duan, P. Liu, S. J. Liu, L. Y. Lan, D. C. Chen, L. Ying, S. J. Su, X. Gong, F. Huang, Y. Cao, Adv. Mater. 2013, 25, 3683
45. c) C. Zhong, S. Liu, F. Huang, H. Wu, Y. Cao, Chem. Mater. 2011, 23, 4870.
46. L. J. Huo, S. Q. Zhang, X. Guo, F. Xu, Y. F. Li, J. H. Hou, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 9697.
47. a) Z. Xu, L. M. Chen, G. W. Yang, C. H. Huang, J. H. Hou, Y. Wu, G. Li, C. S. Hsu, Y. Yang, Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 1227
48. b) R. Kokubu, Y. Yang, Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 8313.
49. a) http://www.brukeraxs.com/fileadmin/userupload/webinars/slides/High- Resolution-Quantitative-KPFM-PeakForce-webinar-slides-120822.pdf (accessed June 2013)
50. b) L. Ye, Y. Jing, X. Guo, H. Sun, S. Q. Zhang, M. J. Zhang, L. J. Huo, J. H. Hou, J. Phys. Chem. C 2013, 117, 14920
51. c) H. Q. Zhou, Y. Zhang, J. Seifter, S. D. Collins, C. Luo, G. C. Bazan, T.-Q. Nguyen, A. J. Heeger, Adv. Mater. 2013, 25, 1646.
52. a) D. S. Germack, C. K. Chan, B. H. Hamadani, L. J. Richter, D. A. Fischer, D. J. Gundlach, D. M. DeLongchamp, Appl. Phys. Lett. 2009, 94, 233303
53. b) S. K. Hau, H.-L. Yip, O. Acton, N. S. Baek, H. Ma, A. K.-Y. Jen, J. Mater. Chem. 2008, 18, 5113
54. c) H. Li, H. W. Tang, L. G. Li, W. T. Xu, X. L. Zhao, X. N. Yang, J. Mater. Chem. 2011, 21, 6563.
55. A. Hexemer, W. Bras, J. Glossinger, E. Schaible, E. Gann, R. Kirian, A. MacDowell, M. Church, B. Rude, H. Padmore, J. Phys. Conf. Ser. 2010, 247, 012007.
56. E. Gann, A. T. Young, B. A. Collins, H. Yan, J. Nasiatka, H. A. Padmore, H. Ade, A. Hexemer, C. Wang, Rev. Sci. Instrum. 2012, 83, 045110.
57. W. Ma, L. Ye, S. Zhang, J. Hou, H. Ade, J. Mater. Chem. C 2013, 1, 5023.
58. a) H. Yan, B. A. Collins, E. Gann, C. Wang, H. Ade, C. R. McNeill, Acs. Nano. 2012, 6, 677
59. b) A. C. Stuart, J. R. Tumbleston, H. X. Zhou, W. T. Li, S. B. Liu, H. Ade, W. You, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 1806
60. c) W. Ma, J. R. Tumbleston, M. Wang, E. Gann, F. Huang, H. Ade, Adv. Energy. Mater. 2013, 3, 864
61. d) L. Ye, S. Zhang, W. Ma, B. Fan, X. Guo, Y. Huang, H. Ade, J. Hou, Adv. Mater. 2012, 24, 6335.
62. B. A. Collins, Z. Li, J. R. Tumbleston, E. Gann, C. R. McNeill, H. Ade, Adv. Energy Mater. 2013, 3, 65.
63. 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.
64. W. Ma, J. Tumbleston, M. Wang, E. Gann, F. Huang, H. Ade, Adv. Energy Mater. 2013, 3, 864.
65. X. F. Liu, W. Wen, G. C. Bazan, Adv. Mater. 2012, 24, 4505.
66. 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.
67. a) X. Guo, M. J. Zhang, J. H. Tan, S. Q. Zhang, L. J. Huo, W. P. Hu, Y. F. Li, J. H. Hou, Adv. Mater. 2012, 24, 6536
68. b) D. Muhlbacher, M. Scharber, M. Morana, Z. G. Zhu, D. Waller, R. Gaudiana, C. Brabec, Adv. Mater. 2006, 18, 2884.