High-efficiency inverted polymer photovoltaics via spectrally tuned absorption enhancement

Advanced Energy Materials

Volumn 4, Issue 14, 2014, Pages

  Loser, Stephen ^a   Valle, Brent ^b   Luck, Kyle A ^c   Song, Charles K ^a   Ogien, Gabriel ^a   Hersam, Mark C ^a,c   Singer, Kenneth D ^b   Marks, Tobin J ^a,c  

^a NORTHWESTERN UNIVERSITY   (United States)

^b CASE WESTERN RESERVE UNIVERSITY   (United States)

^c Northwestern University   (United States)

Author keywords

Coherent optical effects; Organic photovoltaics; Polymer solar cells; Spectral properties

Indexed keywords

ECONOMIC AND SOCIAL EFFECTS; EFFICIENCY; II-VI SEMICONDUCTORS; LIGHT ABSORPTION; OXIDE MINERALS; POLYMER SOLAR CELLS; SOLAR POWER GENERATION; TRANSFER MATRIX METHOD; ZINC OXIDE;

ABSORPTION ENHANCEMENT; COHERENT OPTICAL EFFECTS; EXCITON DIFFUSION LENGTH; OPTICAL TRANSFER MATRIX; ORGANIC PHOTOVOLTAICS; PHOTOACTIVE LAYERS; POLYMER PHOTOVOLTAICS; SPECTRAL PROPERTIES;

PHOTOVOLTAIC EFFECTS;

EID: 84907925173     PISSN: 16146832     EISSN: 16146840     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/aenm.201301938     Document Type: Article

References (64)

1. M. Graetzel, R. A. J. Janssen, D. B. Mitzi, E. H. Sargent, Nature 2012, 488, 304.
2. 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.
3. D. Ginley, M. A. Green, R. Collins, MRS Bull. 2008, 33, 355.
4. A. C. Mayer, S. R. Scully, B. E. Hardin, M. W. Rowell, M. D. McGehee, Mater. Today 2007, 10, 28.
5. H. Spanggaard, F. C. Krebs, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2004, 83, 125.
6. S. R. Forrest, Nature 2004, 428, 911.
7. C. J. Brabec, J. A. Hauch, P. Schilinsky, C. Waldauf, MRS Bull. 2005, 30, 50.
8. E. T. Hoke, K. Vandewal, J. A. Bartelt, W. R. Mateker, J. D. Douglas, R. Noriega, K. R. Graham, J. M. J. Frechet, A. Salleo, M. D. McGehee, Adv. Energy Mater. 2013, 3, 220.
9. S. R. Forrest, MRS Bull. 2005, 30, 28.
10. W. W. Li, K. H. Hendriks, W. S. C. Roelofs, Y. Kim, M. M. Wienk, R. A. J. Janssen, Adv. Mater. 2013, 25, 3182.
11. Z. B. Henson, G. C. Welch, T. van der Poll, G. C. Bazan, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 3766.
12. P.-L. T. Boudreault, A. Najari, M. Leclerc, Chem. Mater. 2011, 23, 456.
13. Y. Y. Liang, Z. Xu, J. B. Xia, S. T. Tsai, Y. Wu, G. Li, C. Ray, L. P. Yu, Adv. Mater. 2010, 22, E135.
14. G. Li, V. Shrotriya, J. S. Huang, Y. Yao, T. Moriarty, K. Emery, Y. Yang, Nat. Mater. 2005, 4, 864.
15. G. Yu, J. Gao, J. C. Hummelen, F. Wudl, A. J. Heeger, Science 1995, 270, 1789.
16. B. Valle, S. Loser, J. W. Hennek, V. DeGeorge, C. Klosterman, J. H. Andrews, K. D. Singer, T. J. Marks, Opt. Express 2012, 20, A954.
17. J. D. Servaites, M. A. Ratner, T. J. Marks, Energy Environ. Sci. 2011, 4, 4410.
18. Y. Suh, N. Lu, S. H. Lee, W. S. Chung, K. Kim, B. Kim, M. J. Ko, M. J. Kim, ACS Appl. Mater. Interfaces 2012, 4, 5118.
19. H. S. Kang, H. S. Kang, J. K. Lee, J. W. Lee, J. Joo, J. M. Ko, M. S. Kim, J. Y. Lee, Synth. Met. 2005, 155, 176.
20. E. Vitoratos, S. Sakkopoulos, E. Dalas, N. Paliatsas, D. Karageorgopoulos, F. Petraki, S. Kennou, S. A. Choulis, Org. Electron. 2009, 10, 61.
21. Y. Sun, J. H. Seo, C. J. Takacs, J. Seifter, A. J. Heeger, Adv. Mater. 2011, 23, 1679.
22. L.-M. Chen, Z. Hong, G. Li, Y. Yang, Adv. Mater. 2009, 21, 1434.
23. M. S. White, D. C. Olson, S. E. Shaheen, N. Kopidakis, D. S. Ginley, Appl. Phys. Lett. 2006, 89, 143517.
24. S. K. Hau, H. L. Yip, N. S. Baek, J. Y. Zou, K. O'Malley, A. K. Y. Jen, Appl. Phys. Lett. 2008, 92, 253301.
25. M. Berber, V. Bulto, R. Kliss, H. Hahn, Scripta Mater. 2005, 53, 547.
26. H. L. Yip, A. K. Y. Jen, Energy Environ. Sci. 2012, 5, 5994.
27. Z. He, C. Zhong, S. Su, M. Xu, H. Wu, Y. Cao, Nat. Photonics 2012, 6, 591.
28. W. J. E. Beek, M. M. Wienk, R. A. J. Janssen, Adv. Mater. 2004, 16, 1009.
29. L. Dou, J. You, Z. Hong, Z. Xu, G. Li, R. A. Street, Y. Yang, Adv. Mater. 2013, 25, 6642.
30. A. K. Kyaw, D. H. Wang, D. Wynands, J. Zhang, T. Q. Nguyen, G. C. Bazan, A. J. Heeger, Nano Lett. 2013, 13, 3796.
31. Y. Liang, Z. Xu, J. Xia, S.-T. Tsai, Y. Wu, G. Li, C. Ray, L. Yu, Adv. Mater. 2010, 22, E135.
32. H.-Y. Chen, J. Hou, S. Zhang, Y. Liang, G. Yang, Y. Yang, L. Yu, Y. Wu, G. Li, Nat. Photonics 2009, 3, 649.
33. F.-L. Kuo, Y. Li, M. Solomon, J. Du, N. D. Shepherd, J. Phys. D: Appl. Phys. 2012, 45, 065301.
34. S. M. Yoon, S. J. Lou, S. Loser, J. Smith, L. X. Chen, A. Facchetti, T. J. Marks, Nano Lett. 2012, 12, 6315.
35. T. Kirchartz, T. Agostinelli, M. Campoy-Quiles, W. Gong, J. Nelson, J. Phys. Chem. Lett. 2012, 3, 3470.
36. M. Lenes, L. J. A. Koster, V. D. Mihailetchi, P. W. M. Blom, Appl. Phys. Lett. 2006, 88, 243502.
37. Z. M. Beiley, E. T. Hoke, R. Noriega, J. Dacuna, G. F. Burkhard, J. A. Bartelt, A. Salleo, M. F. Toney, M. D. McGehee, Adv. Energy Mater. 2011, 1, 954.
38. J. Li, L. Zuo, H. Pan, H. Jiang, T. Liang, Y. Shi, H. Chen, M. Xu, J. Mater. Chem. A 2013, 1, 2379.
39. L. Muller-Meskamp, Y. H. Kim, T. Roch, S. Hofmann, R. Scholz, S. Eckardt, K. Leo, A. F. Lasagni, Adv. Mater. 2012, 24, 906.
40. D. H. Ko, J. R. Turnbleston, W. Schenck, R. Lopez, E. T. Samulski, J. Phys. Chem. C 2011, 115, 4247.
41. J. R. Tumbleston, D. H. Ko, E. T. Samulski, R. Lopez, Opt. Express 2009, 17, 7670.
42. Q. Q. Gan, F. J. Bartoli, Z. H. Kafafi, Adv. Mater. 2013, 25, 2385.
43. H. A. Atwater, A. Polman, Nat. Mater. 2010, 9, 205.
44. N. P. Sergeant, B. Niesen, A. S. Liu, L. Boman, C. Stoessel, P. Heremans, P. Peumans, B. P. Rand, S. H. Fan, Opt. Lett. 2013, 38, 1431.
45. N. P. Sergeant, A. Hadipour, B. Niesen, D. Cheyns, P. Heremans, P. Peumans, B. P. Rand, Adv. Mater. 2012, 24, 728.
46. M. Agrawal, P. Peumans, Opt. Express 2008, 16, 5385.
47. A. J. Moulé, K. Meerholz, Appl. Phys. B 2007, 86, 721.
48. Y. Long, Sol. Energy Mater. Sol Cells 2010, 94, 744.
49. D. W. Sievers, V. Shrotriya, Y. Yang, J. Appl. Phys. 2006, 100, 114509.
50. L. A. A. Pettersson, L. S. Roman, O. Inganas, J. Appl. Phys. 1999, 86, 487.
51. T. Ameri, G. Dennler, C. Waldauf, P. Denk, K. Forberich, M. C. Scharber, C. J. Brabec, K. Hingerl, J. Appl. Phys. 2008, 103, 084506.
52. J. Y. Kim, S. H. Kim, H. H. Lee, K. Lee, W. L. Ma, X. Gong, A. J. Heeger, Adv. Mater. 2006, 18, 572.
53. Z. Zhang, J. T. Yates, Chem. Rev. 2012, 112, 5520.
54. M. T. Greiner, L. Chai, M. G. Helander, W.-M. Tang, Z.-H. Lu, Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 4557.
55. P. G. Schroeder, C. B. France, J. B. Park, B. A. Parkinson, J. Phys. Chem. B 2003, 107, 2253.
56. L. J. Brillson, Surf. Sci. 1994, 299-300, 909.
57. H. Ishii, K. Sugiyama, E. Ito, K. Seki, Adv. Mater. 1999, 11, 605.
58. L. M. Andersson, C. Muller, B. H. Badada, F. L. Zhang, U. Wurful, O. Inganas, J. Appl. Phys. 2011, 110, 024509.
59. D. Gupta, S. Mukhopadhyay, K. S. Narayan, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2010, 94, 1309.
60. S. R. Cowan, A. Roy, A. J. Heeger, Phys. Rev. B 2010, 82, 245207.
61. R. A. Street, M. Schoendorf, A. Roy, J. H. Lee, Phys. Rev. B 2010, 81, 205307.
62. H. Song, L. Guo, Z. Liu, X. Zeng, D. Ji, N. Zhang, H. Hu, S. Jiang, Q. Gan, Adv. Mater. 2014, 26, 2727.
63. M. A. Kats, R. Blanchard, S. Ramanathan, F. Capasso, Opt. Photonics News 2014, 25, 40.
64. M. A. Kats, R. Blanchard, P. Genevet, F. Capasso, Nat. Mater. 2013, 12, 20.