Electron barrier formation at the organic-back contact interface is the first step in thermal degradation of polymer solar cells

Advanced Functional Materials

Volumn 24, Issue 25, 2014, Pages 3978-3985

  Sachs Quintana, I T ^a   Heumüller, Thomas ^b   Mateker, William R ^a   Orozco, Darian E ^a   Cheacharoen, Rongrong ^a   Sweetnam, Sean ^a   Brabec, Christoph J ^b,c   McGehee, Michael D ^a  

^a Stanford University   (United States)

^b UNIVERSITY OF ERLANGEN NUREMBERG   (Germany)

^c BAVARIAN CENTER FOR APPLIED ENERGY RESEARCH ZAE BAYERN   (Germany)

Author keywords

degradation; interfaces; lifetime; organic photovoltaics; stability

Indexed keywords

CONVERGENCE OF NUMERICAL METHODS; DEGRADATION; ELECTRODES; INTERFACES (MATERIALS); SOLAR CELLS; X RAY PHOTOELECTRON SPECTROSCOPY;

ELECTRON BARRIER FORMATION; HIGH-GLASS TRANSITION TEMPERATURES; HOLE-TRANSPORTING POLYMER; LIFETIME; LONG TERM STABILITY; OPERATING TEMPERATURE; ORGANIC PHOTOVOLTAICS; THERMAL STABILITY STUDIES;

POLYMERS;

EID: 84903515087     PISSN: 1616301X     EISSN: 16163028     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adfm.201304166     Document Type: Article

References (57)

1. M. A. Green, K. Emery, Y. Hishikawa, W. Warta, E. D. Dunlop, Prog. Photovoltaics Res. Appl. 2013, 21, 827.
2. 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, 1.
3. M. Jørgensen, K. Norrman, S. A. Gevorgyan, T. Tromholt, B. Andreasen, F. C. Krebs, Adv. Mater. 2012, 24, 580.
4. C. J. Brabec, S. Gowrisanker, J. J. M. Halls, D. Laird, S. Jia, S. P. Williams, Adv. Mater. 2010, 22, 3839.
5. B. Azzopardi, C. J. M. Emmott, A. Urbina, F. C. Krebs, J. Mutale, J. Nelson, Energy Environ. Sci. 2011, 4, 3741.
6. C. H. Peters, I. T. Sachs-Quintana, J. P. Kastrop, S. Beaupré, M. Leclerc, M. D. McGehee, Adv. Energy Mater. 2011, 1, 491.
7. R. Roesch, K.-R. Eberhardt, S. Engmann, G. Gobsch, H. Hoppe, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2013, 117, 59.
8. J. A. Hauch, P. Schilinsky, S. A. Choulis, S. Rajoelson, C. J. Brabec, Appl. Phys. Lett. 2008, 93, 103306.
9. K. Norrman, M. V. Madsen, S. A. Gevorgyan, F. C. Krebs, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 16883.
10. A. Rivaton, A. Tournebize, J. Gaume, P.-O. Bussière, J.-L. Gardette, S. Therias, Polym. Int., 2013
11. H. Hintz, H.-J. Egelhaaf, L. Lüer, J. Hauch, H. Peisert, T. Chassé, Chem. Mater. 2011, 23, 145.
12. E. T. Hoke, I. T. Sachs-Quintana, M. T. Lloyd, I. Kauvar, W. R. Mateker, A. M. Nardes, C. H. Peters, N. Kopidakis, M. D. McGehee, Adv. Energy Mater. 2012, 2, 1351.
13. C. H. Peters, I. T. Sachs-Quintana, W. R. Mateker, T. Heumueller, J. Rivnay, R. Noriega, Z. M. Beiley, E. T. Hoke, A. Salleo, M. D. McGehee, Adv. Mater. 2012, 24, 663.
14. T. M. Clarke, C. Lungenschmied, J. Peet, N. Drolet, K. Sunahara, A. Furube, A. J. Mozer, Adv. Energy Mater. 2013, 3, 1473.
15. A. Tournebize, P.-O. Bussiere, A. Rivaton, J.-L. Gardette, H. Medlej, R. C. Hiorns, C. Dagron-Lartigau, F. C. Krebs, K. Norrman, Chem. Mater. 2013, 25, 4522.
16. R. A. Street, D. M. Davies, Appl. Phys. Lett. 2013, 102, 043305.
17. M. O. Reese, S. A. Gevorgyan, M. Jørgensen, E. Bundgaard, S. R. Kurtz, D. S. Ginley, D. C. Olson, M. T. Lloyd, P. Morvillo, E. A. Katz, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2011, 95, 1253.
18. W. R. Mateker, J. D. Douglas, C. Cabanetos, I. T. Sachs-Quintana, J. A. Bartelt, E. T. Hoke, A. El Labban, P. M. Beaujuge, J. M. J. Fréchet, M. D. McGehee, Energy Environ. Sci. 2013, 6, 2529.
19. M. Campoy-Quiles, T. Ferenczi, T. Agostinelli, P. G. Etchegoin, Y. Kim, T. D. Anthopoulos, P. N. Stavrinou, D. D. C. Bradley, J. Nelson, Nat. Mater. 2008, 7, 158.
20. Z. Xu, L.-M. Chen, G. Yang, C.-H. Huang, J. Hou, Y. Wu, G. Li, C.-S. Hsu, Y. Yang, Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 1227.
21. D. S. Germack, C. K. Chan, R. J. Kline, D. A. Fischer, D. J. Gundlach, M. F. Toney, L. J. Richter, D. M. DeLongchamp, Macromolecules 2010, 43, 3828.
22. A. J. Parnell, A. D. F. Dunbar, A. J. Pearson, P. A. Staniec, A. J. C. Dennison, H. Hamamatsu, M. W. A. Skoda, D. G. Lidzey, R. A. L. Jones, Adv. Mater. 2010, 22, 2444.
23. J. W. Kiel, B. J. Kirby, C. F. Majkrzak, B. B. Maranville, M. E. Mackay, Soft Matter 2010, 6, 641.
24. S. A. Mauger, L. Chang, S. Friedrich, C. W. Rochester, D. M. Huang, P. Wang, A. J. Moulé, Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 1935.
25. Z. M. Beiley, E. T. Hoke, R. Noriega, J. Dacuña, G. F. Burkhard, J. A. Bartelt, A. Salleo, M. F. Toney, M. D. McGehee, Adv. Energy Mater. 2011, 1, 954.
26. J. Zhao, A. Swinnen, G. Van Assche, J. Manca, D. Vanderzande, B. Van Mele, J. Phys. Chem. B 2009, 113, 1587.
27. B. N. Blouin, A. Michaud, M. Leclerc, Adv. Mater. 2007, 19, 2295.
28. T. Wang, A. J. Pearson, A. D. F. Dunbar, P. A. Staniec, D. C. Watters, H. Yi, A. J. Ryan, R. A. L. Jones, A. Iraqi, D. G. Lidzey, Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 1399.
29. H. K. Nguyen, M. Labardi, M. Lucchesi, P. Rolla, D. Prevosto, Macromolecules 2013, 46, 555.
30. J. L. Keddie, R. A. L. Jones, R. A. Cory, Europhys. Lett. 1994, 27, 59.
31. J. L. Keddie, R. A. L. Jones, R. A. Cory, Faraday Discuss. 1994, 98, 219.
32. G. DeMaggio, W. Frieze, D. Gidley, M. Zhu, H. Hristov, A. Yee, Phys. Rev. Lett. 1997, 78, 1524.
33. S. Napolitano, M. Wübbenhorst, J. Phys. Chem. B 2007, 111, 9197.
34. K. Fukao, Y. Miyamoto, Phys. Rev. E. Stat. Phys. Plasmas. Fluids. Relat. Interdiscip. Topics 2000, 61, 1743.
35. H. Hoppe, N. S. Sariciftci, J. Mater. Chem. 2006, 16, 45.
36. N. D. Treat, M. A. Brady, G. Smith, M. F. Toney, E. J. Kramer, C. J. Hawker, M. L. Chabinyc, Adv. Energy Mater. 2011, 1, 82.
37. D. Chen, F. Liu, C. Wang, A. Nakahara, T. P. Russell, Nano Lett. 2011, 2071.
38. Q. Wang, Y. Luo, H. Aziz, Appl. Phys. Lett. 2010, 97, 063309.
39. P. van der Heide, X-Ray Photoelectron Spectroscopy: An Introduction to Principles and Practices, Wiley, Hoboken, NJ, USA 2012.
40. C. C. Chusuei, D. W. Goodman, Encyclopedia of Physical Science and Technology: X-Ray Photoelectron Spectroscopy, Academic Press, Waltham, MA, USA 2003.
41. P. J. Cumpson, M. P. Seah, Surf. Interface Anal. 1997, 25,1 430.
42. S. R. Dupont, M. Oliver, F. C. Krebs, R. H. Dauskardt, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2012, 97, 171.
43. V. Brand, C. Bruner, R. H. Dauskardt, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2012, 99, 182.
44. M. O. Reese, M. S. White, G. Rumbles, D. S. Ginley, S. E. Shaheen, Appl. Phys. Lett. 2008, 92, 053307.
45. Y. Zhou, C. Fuentes-Hernandez, J. Shim, J. Meyer, A. J. Giordano, H. Li, P. Winget, T. Papadopoulos, H. Cheun, J. Kim, M. Fenoll, A. Dindar, W. Haske, E. Najafabadi, T. M. Khan, H. Sojoudi, S. Barlow, S. Graham, J.-L. Brédas, S. R. Marder, A. Kahn, B. Kippelen, Science 2012, 336, 327.
46. J. Wagner, M. Gruber, A. Wilke, Y. Tanaka, K. Topczak, A. Steindamm, U. Hörmann, A. Opitz, Y. Nakayama, H. Ishii, J. Pflaum, N. Koch, W. Brütting, J. Appl. Phys. 2012, 111, 054509.
47. H. Jin, M. Tuomikoski, J. Hiltunen, A. Maaninen, F. Pino, J. Phys. Chem. C 2009, 113, 16807.
48. D. Gupta, S. Mukhopadhyay, K. S. Narayan, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2010, 94, 1309.
49. D. Gupta, M. Bag, K. S. Narayan, Appl. Phys. Lett. 2008, 92, 093301.
50. W. Tress, K. Leo, M. Riede, Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 2140.
51. A. Wagenpfahl, D. Rauh, M. Binder, C. Deibel, V. Dyakonov, Phys. Rev. B 2010, 82, 115306.
52. H. Hoppe, M. Niggemann, C. Winder, J. Kraut, R. Hiesgen, A. Hinsch, D. Meissner, N. S. Sariciftci, Adv. Funct. Mater. 2004, 14, 1005.
53. B. C. Thompson, J. M. J. Fréchet, Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 2008, 47, 58.
54. K. Vandewal, K. Tvingstedt, A. Gadisa, O. Inganäs, J. V Manca, Nat. Mater. 2009, 8, 904.
55. K. Vandewal, A. Gadisa, W. D. Oosterbaan, S. Bertho, F. Banishoeib, I. Van Severen, L. Lutsen, T. J. Cleij, D. Vanderzande, J. V. Manca, Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 2064.
56. J. Rivnay, S. C. B. Mannsfeld, C. E. Miller, A. Salleo, M. F. Toney, Chem. Rev. 2012, 112, 5488.
57. D. M. DeLongchamp, R. J. Kline, A. Herzing, Energy Environ. Sci. 2012, 5, 5980.