Impact of the electron-transport layer on the performance of solution-processed small-molecule organic solar cells

ChemSusChem

Volumn 7, Issue 8, 2014, Pages 2358-2364

  Long, Guankui ^a   Wan, Xiangjian ^a   Kan, Bin ^a   Hu, Zhicheng ^b   Yang, Xuan ^a   Zhang, Yi ^a   Zhang, Mingtao ^a   Wu, Hongbing ^b   Huang, Fei ^b   Su, Shijian ^b   Cao, Yong ^b   Chen, Yongsheng ^a  

^a NANKAI UNIVERSITY   (China)

^b SOUTH CHINA UNIVERSITY OF TECHNOLOGY   (China)

Author keywords

DFT calculations; electron transport; lithium fluoride; photochemistry; zinc oxide

Indexed keywords

ELECTRON TRANSPORT PROPERTIES; PHOTOCHEMICAL REACTIONS; SOLAR CELLS; ZINC OXIDE;

BIMOLECULAR RECOMBINATION; DFT CALCULATION; ELECTRON TRANSPORT; ELECTRON TRANSPORT LAYERS; LITHIUM FLUORIDE; POLYMER SOLAR CELLS; POWER CONVERSION EFFICIENCIES; SMALL-MOLECULE ORGANIC SOLAR CELLS;

MOLECULES;

FLUORENE DERIVATIVE; FLUORIDE; LITHIUM DERIVATIVE; LITHIUM FLUORIDE; NANOPARTICLE; SOLUTION AND SOLUBILITY; ZINC OXIDE;

CHEMICAL STRUCTURE; CHEMISTRY; CONFORMATION; ELECTRON TRANSPORT; POWER SUPPLY; SOLAR ENERGY; SOLUTION AND SOLUBILITY;

ELECTRIC POWER SUPPLIES; ELECTRON TRANSPORT; FLUORENES; FLUORIDES; LITHIUM COMPOUNDS; MODELS, MOLECULAR; MOLECULAR CONFORMATION; NANOPARTICLES; SOLAR ENERGY; SOLUTIONS; ZINC OXIDE;

EID: 84905980967     PISSN: 18645631     EISSN: 1864564X     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/cssc.201402171     Document Type: Article

References (72)

1. Z. He, C. Zhong, S. Su, M. Xu, H. Wu, Y. Cao, Nat. Photonics 2012, 6, 591-595.
2. S. H. Liao, H. J. Jhuo, Y. S. Cheng, S. A. Chen, Adv. Mater. 2013, 25, 4766-4771.
3. A. K. K. Kyaw, D. H. Wang, D. Wynands, J. Zhang, T. Q. Nguyen, G. C. Bazan, A. J. Heeger, Nano Lett. 2013, 13, 3796-3801.
4. J. Zhou, X. Wan, Y. Liu, Y. Zuo, Z. Li, G. He, G. Long, W. Ni, C. Li, X. Su, Y. Chen, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 16345-16351
5. J. Zhou, Y. Zuo, X. Wan, G. Long, Q. Zhang, W. Ni, Y. Liu, Z. Li, G. He, C. Li, B. Kan, M. Li, Y. Chen, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 8484-8487.
6. H. L. Yip, S. K. Hau, N. S. Baek, H. Ma, A. K.-Y. Jen, Adv. Mater. 2008, 20, 2376-2382
7. X. Gu, W. Cui, T. Song, C. Liu, X. Shi, S. Wang, B. Sun, ChemSusChem 2014, 7, 416-420.
8. S. K. Hau, Y. J. Cheng, H. L. Yip, Y. Zhang, H. Ma, A. K.-Y. Jen, ACS Appl. Mater. Interfaces 2010, 2, 1892-1902
9. C. E. Song, K. Y. Ryu, S. J. Hong, C. Bathula, S. K. Lee, W. S. Shin, J. C. Lee, S. K. Choi, J. H. Kim, S. J. Moon, ChemSusChem 2013, 6, 1445-1454.
10. 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, 327-332.
11. A. K. K. Kyaw, D. H. Wang, V. Gupta, J. Zhang, S. Chand, G. C. Bazan, A. J. Heeger, Adv. Mater. 2013, 25, 2397-2402.
12. Z. He, C. Zhong, X. Huang, W. Y. Wong, H. Wu, L. Chen, S. Su, Y. Cao, Adv. Mater. 2011, 23, 4636-4643.
13. T. Yang, M. Wang, C. Duan, X. Hu, L. Huang, J. Peng, F. Huang, X. Gong, Energy Environ. Sci. 2012, 5, 8208-8214
14. A. Kumar, G. Pace, A. A. Bakulin, J. Fang, P. K. H. Ho, W. T. S. Huck, R. H. Friend, N. C. Greenham, Energy Environ. Sci. 2013, 6, 1589-1596
15. P. Cheng, Y. Li, X. Zhan, Nanotechnology 2013, 24, 484008.
16. J. H. Seo, A. Gutacker, Y. Sun, H. Wu, F. Huang, Y. Cao, U. Scherf, A. J. Heeger, G. C. Bazan, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 8416-8419.
17. S. H. Liao, Y. L. Li, T. H. Jen, Y. S. Cheng, S. A. Chen, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 14271-14274.
18. L. Lu, Z. Luo, T. Xu, L. Yu, Nano Lett. 2013, 13, 59-64.
19. W. Li, A. Furlan, K. H. Hendriks, M. M. Wienk, R. A. J. Janssen, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 5529.
20. A. K. K. Kyaw, D. H. Wang, V. Gupta, W. L. Leong, L. Ke, G. C. Bazan, A. J. Heeger, ACS Nano 2013, 7, 4569-4577.
21. X. Guo, N. Zhou, S. J. Lou, J. Smith, D. B. Tice, J. W. Hennek, R. P. Ortiz, J. T. L. Navarrete, S. Li, J. Strzalka, L. X. Chen, R. P. H. Chang, A. Facchetti, T. J. Marks, Nat. Photonics 2013, 7, 825-833.
22. C. J. Brabec, S. E. Shaheen, C. Winder, N. S. Sariciftci, P. Denk, Appl. Phys. Lett. 2002, 80, 1288-1290.
23. J. Y. Kim, S. H. Kim, H. H. Lee, K. Lee, W. Ma, X. Gong, A. J. Heeger, Adv. Mater. 2006, 18, 572-576.
24. C. Duan, K. Zhang, C. Zhong, F. Huang, Y. Cao, Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 9071-9104.
25. 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, 4887-4893.
26. K. M. O'Malley, C. Z. Li, H. L. Yip, A. K.-Y. Jen, Adv. Energy Mater. 2012, 2, 82-86.
27. H. Kang, S. Hong, J. Lee, K. Lee, Adv. Mater. 2012, 24, 3005-3009.
28. J. Kesters, T. Ghoos, H. Penxten, J. Drijkoningen, T. Vangerven, D. M. Lyons, B. Verreet, T. Aernouts, L. Lutsen, D. Vanderzande, J. Manca, W. Maes, Adv. Energy Mater. 2013, 3, 1180-1185.
29. Y. M. Chang, R. Zhu, E. Richard, C. C. Chen, G. Li, Y. Yang, Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 3284-3289.
30. S. Chen, J. R. Manders, S. W. Tsang, F. So, J. Mater. Chem. 2012, 22, 24202-24212.
31. B. Walker, C. Kim, T. Q. Nguyen, Chem. Mater. 2011, 23, 470-482.
32. A. Mishra, P. Bäuerle, Angew. Chem. 2012, 124, 2060-2109
33. Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 2020-2067.
34. Y. Lin, Y. Li, X. Zhan, Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 4245-4272.
35. Y. Chen, X. Wan, G. Long, Acc. Chem. Res. 2013, 46, 2645-2655.
36. B. Walker, A. B. Tomayo, X. D. Dang, P. Zalar, J. H. Seo, A. Garcia, M. Tantiwiwat, T. Q. Nguyen, Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 3063-3069.
37. T. Rousseau, A. Cravino, E. Ripaud, P. Leriche, S. Rihn, A. De Nicola, R. Ziessel, J. Roncali, Chem. Commun. 2010, 46, 5082-5084.
38. J. Shin, N. S. Kang, K. H. Kim, T. W. Lee, J. I. Jin, M. Kim, K. Lee, B. K. Ju, J. M. Hong, D. H. Choi, Chem. Commun. 2012, 48, 8490-8492.
39. S. Loser, H. Miyauchi, J. W. Hennek, J. Smith, C. Huang, A. Facchetti, T. J. Marks, Chem. Commun. 2012, 48, 8511-8513.
40. O. P. Lee, A. T. Yiu, P. M. Beaujuge, C. H. Woo, T. W. Holcombe, J. E. Millstone, J. D. Douglas, M. S. Chen, J. M. Fréchet, Adv. Mater. 2011, 23, 5359-5363.
41. H. Bürckstümmer, E. V. Tulyakova, M. Deppisch, M. R. Lenze, N. M. Kronenberg, M. Gsäenger, M. Stolte, K. Meerholz, F. Wüerthner, Angew. Chem. 2011, 123, 11832-11836
42. Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 11628-11632.
43. R. Fitzner, E. Mena-Osteritz, A. Mishra, G. Schulz, E. Reinold, M. Weil, C. Körner, H. Ziehlke, C. Elschner, K. Leo, M. Riede, M. Pfeiffer, C. Uhrich, P. Bäuerle, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 11064-11067.
44. J. Mei, K. R. Graham, R. Stalder, J. R. Reynolds, Org. Lett. 2010, 12, 660-663.
45. G. Wei, S. Wang, K. Sun, M. E. Thompson, S. R. Forrest, Adv. Energy Mater. 2011, 1, 184-187.
46. H. Shang, H. Fan, Y. Liu, W. Hu, Y. Li, X. Zhan, Adv. Mater. 2011, 23, 1554-1557
47. Y. Lin, L. Ma, Y. Li, Y. Liu, D. Zhu, X. Zhan, Adv. Energy Mater. 2014, 4, 201300626
48. Y. Lin, L. Ma, Y. Li, Y. Liu, D. Zhu, X. Zhan, Adv. Energy Mater. 2013, 3, 1166-1170.
49. Y. Liu, Y. Yang, C. C. Chen, Q. Chen, L. Dou, Z. Hong, G. Li, Y. Yang, Adv. Mater. 2013, 25, 4 657- 4662.
50. Y. Liu, X. Wan, F. Wang, J. Zhou, G. Long, J. Tian, J. You, Y. Yang, Y. Chen, Adv. Energy Mater. 2011, 1, 771-775.
51. J. Zhou, X. Wan, Y. Liu, G. Long, F. Wang, Z. Li, Y. Zuo, C. Li, Y. Chen, Chem. Mater. 2011, 23, 4666-4668.
52. Z. Li, G. He, X. Wan, Y. Liu, J. Zhou, G. Long, Y. Zuo, M. Zhang, Y. Chen, Adv. Energy Mater. 2012, 2, 74-77.
53. Y. Liu, X. Wan, F. Wang, J. Zhou, G. Long, J. Tian, Y. Chen, Adv. Mater. 2011, 23, 5387-5391.
54. Gaussian 09, Revision B.01, Gaussian, Inc., Wallingford CT, 2010, see the Supporting Information for full citation.
55. B. Carsten, J. M. Szarko, H. J. Son, W. Wang, L. Lu, F. He, B. S. Rolczynski, S. Lou, L. Chen, L. Yu, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 20468-20475.
56. R. A. Marcus, Rev. Mod. Phys. 1993, 65, 599-610.
57. J. L. Brédas, D. Beljonne, V. Coropceanu, J. Cornil, Chem. Rev. 2004, 104, 4971-5003.
58. L. Wang, G. Nan, X. Yang, Q. Peng, Q. Li, Z. Shuai, Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 423-434.
59. G. Dennler, M. C. Scharber, C. J. Brabec, Adv. Mater. 2009, 21, 1323-1338.
60. J. Guo, H. Ohkita, H. Benten, S. Ito, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 6154-6164.
61. N. S. Sariciftci, L. Smilowitz, A. J. Heeger, F. Wudl, Science 1992, 258, 1474-1476.
62. P. Peumans, A. Yakimov, S. R. Forrest, J. Appl. Phys. 2003, 93, 3693-3723.
63. G. F. Burkhard, E. T. Hoke, M. D. McGehee, Adv. Mater. 2010, 22, 3293-3297.
64. L. A. A. Pettersson, L. S. Roman, O. Inganäs, J. Appl. Phys. 1999, 86, 487-496.
65. Z. Tan, L. Li, F. Wang, Q. Xu, S. Li, G. Sun, X. Tu, X. Hou, J. Hou, Y. Li, Adv. Energy Mater. 2014, 4, 1300884.
66. K. Vandewal, K. Tvingstedt, A. Gadisa, O. Inganäs, J. V. Manca, Nat. Mater. 2009, 8, 904-909.
67. G. Long, X. Wan, B. Kan, Y. Liu, G. He, Z. Li, Y. Zhang, W. Y. Zhang, Q. Zhang, M. Zhang, Y. Chen, Adv. Energy Mater. 2013, 3, 639-646.
68. C. Schlenker, M. Thompson, Top. Curr. Chem. 2012, 312, 175-212.
69. P. W. Blom, V. D. Mihailetchi, L. J. Koster, D. E. Markov, Adv. Mater. 2007, 19, 1551-1566.
70. S. R. Cowan, N. Banerji, W. L. Leong, A. J. Heeger, Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 1116-1128.
71. G. G. Malliaras, J. R. Salem, P. J. Brock, C. Scott, Phys. Rev. B 1998, 58, R 13411 -R 13414.
72. W. J. E. Beek, M. M. Wienk, M. Kemerink, X. Yang, R. A. J. Janssen, J. Phys. Chem. B 2005, 109, 9505-9516.