Poly(benzodithiophene) homopolymer for high-performance polymer solar cells with open-circuit voltage of near 1 V: A superior candidate to substitute for poly(3-hexylthiophene) as wide bandgap polymer

Chemistry of Materials

Volumn 27, Issue 7, 2015, Pages 2653-2658

  Kang, Tae Eui ^a   Kim, Taesu ^a   Wang, Cheng ^c   Yoo, Seunghyup ^b   Kim, Bumjoon J ^a  

^a Department of Chemical and Biomolecular Engineering ^*  (South Korea)

^b Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)   (South Korea)

^c LAWRENCE BERKELEY NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BUTYRIC ACID; CARRIER MOBILITY; ELECTROMAGNETIC WAVE ABSORPTION; ENERGY GAP; HOMOPOLYMERIZATION; LIGHT ABSORPTION; OPEN CIRCUIT VOLTAGE; ORGANIC POLYMERS; PLASTIC PRODUCTS; POLYMERS;

ALTERNATING COPOLYMER; HIGH PERFORMANCE POLYMER SOLAR CELLS; OPTIMIZED CONDITIONS; POLY-3-HEXYLTHIOPHENE; POLYMER SOLAR CELL (PSCS); POWER CONVERSION EFFICIENCIES; SOLVENT ADDITIVES; TANDEM SOLAR CELLS;

SOLAR CELLS;

EID: 84927722411     PISSN: 08974756     EISSN: 15205002     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acs.chemmater.5b00481     Document Type: Article

References (69)

1. Zhang, S.; Ye, L.; Zhao, W.; Liu, D.; Yao, H.; Hou, J. Macromolecules 2014, 47, 4653-4659
2. Cabanetos, C.; El Labban, A.; Bartelt, J. A.; Douglas, J. D.; Mateker, W. R.; Frechet, J. M. J.; McGehee, M. D.; Beaujuge, P. M. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 4656-4659
3. Dou, L. T.; Chang, W. H.; Gao, J.; Chen, C. C.; You, J. B.; Yang, Y. Adv. Mater. 2013, 25, 825-831
4. Liang, Y. Y.; Xu, Z.; Xia, J. B.; Tsai, S. T.; Wu, Y.; Li, G.; Ray, C.; Yu, L. P. Adv. Mater. 2010, 22, E135-E138
5. Dou, L. T.; Gao, J.; Richard, E.; You, J. B.; Chen, C. C.; Cha, K. C.; He, Y. J.; Li, G.; Yang, Y. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 10071-10079
6. Li, Y. F. Acc. Chem. Res. 2012, 45, 723-733
7. Son, H. J.; Carsten, B.; Jung, I. H.; Yu, L. P. Energy Environ. Sci. 2012, 5, 8158-8170
8. Zhang, Z. G.; Wang, J. Z. J. Mater. Chem. 2012, 22, 4178-4187
9. Shrotriya, V. Nat. Photonics 2009, 3, 447-449
10. Krebs, F. C.; Jørgensen, M.; Norrman, K.; Hagemann, O.; Alstrup, J.; Nielsen, T. D.; Fyenbo, J.; Larsen, K.; Kristensen, J. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2009, 93, 422-441
11. Zhang, M. J.; Gu, Y.; Guo, X.; Liu, F.; Zhang, S. Q.; Huo, L. J.; Russell, T. P.; Hou, J. H. Adv. Mater. 2013, 25, 4944-4949
12. Lee, J. K.; Ma, W. L.; Brabec, C. J.; Yuen, J.; Moon, J. S.; Kim, J. Y.; Lee, K.; Bazan, G. C.; Heeger, A. J. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 3619-3623
13. Wang, E. G.; Ma, Z. F.; Zhang, Z.; Vandewal, K.; Henriksson, P.; Inganas, O.; Zhang, F. L.; Andersson, M. R. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 14244-14247
14. Ye, L.; Zhang, S. Q.; Ma, W.; Fan, B. H.; Guo, X.; Huang, Y.; Ade, H.; Hou, J. H. Adv. Mater. 2012, 24, 6335-6341
15. Chang, L. L.; Lademann, H. W. A.; Bonekamp, J. B.; Meerholz, K.; Moule, A. J. Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 1779-1787
16. Ye, L.; Jing, Y.; Guo, X.; Sun, H.; Zhang, S. Q.; Zhang, M. J.; Huo, L. J.; Hou, J. H. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 14920-14928
17. Zhou, H. X.; Yang, L. Q.; You, W. Macromolecules 2012, 45, 607-632
18. Kim, Y.; Cook, S.; Tuladhar, S. M.; Choulis, S. A.; Nelson, J.; Durrant, J. R.; Bradley, D. D. C.; Giles, M.; Mcculloch, I.; Ha, C. S.; Ree, M. Nat. Mater. 2006, 5, 197-203
19. Kang, H.; Cho, C. H.; Cho, H. H.; Kang, T. E.; Kim, H. J.; Kim, K. H.; Yoon, S. C.; Kim, B. J. ACS Appl. Mater. Interfaces 2012, 4, 110-116
20. Ma, W. L.; Yang, C. Y.; Gong, X.; Lee, K.; Heeger, A. J. Adv. Funct. Mater. 2005, 15, 1617-1622
21. Lenes, M.; Wetzelaer, G. J. A. H.; Kooistra, F. B.; Veenstra, S. C.; Hummelen, J. C.; Blom, P. W. M. Adv. Mater. 2008, 20, 2116-2119
22. Dang, M. T.; Hirsch, L.; Wantz, G. Adv. Mater. 2011, 23, 3597-3602
23. Hou, J. H.; Park, M. H.; Zhang, S. Q.; Yao, Y.; Chen, L. M.; Li, J. H.; Yang, Y. Macromolecules 2008, 41, 6012-6018
24. Lee, D.; Hubijar, E.; Kalaw, G. J. D.; Ferraris, J. P. Chem. Mater. 2012, 24, 2534-2540
25. Magurudeniya, H. D.; Kularatne, R. S.; Rainbolt, E. A.; Bhatt, M. P.; Murphy, J. W.; Sheina, E. E.; Gnade, B. E.; Biewer, M. C.; Stefan, M. C. Journal of Materials Chemistry A 2014, 2, 8773-8781
26. Sista, P.; Xue, B. F.; Wilson, M.; Holmes, N.; Kularatne, R. S.; Nguyen, H.; Dastoor, P. C.; Belcher, W.; Poole, K.; Janesko, B. G.; Biewer, M. C.; Stefan, M. C. Macromolecules 2012, 45, 772-780
27. Huo, L. J.; Zhang, S. Q.; Guo, X.; Xu, F.; Li, Y. F.; Hou, J. H. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 123, 9871-9876
28. Duan, R. M.; Ye, L.; Guo, X.; Huang, Y.; Wang, P.; Zhang, S. Q.; Zhang, J. P.; Huo, L. J.; Hou, J. H. Macromolecules 2012, 45, 3032-3038
29. Cho, C. H.; Kim, H. J.; Kang, H.; Shin, T. J.; Kim, B. J. J. Mater. Chem. 2012, 22, 14236-14245
30. Zhou, H. X.; Yang, L. Q.; Stoneking, S.; You, W. ACS Appl. Mater. Interfaces 2010, 2, 1377-1383
31. Cho, C. H.; Kang, H.; Kang, T. E.; Cho, H. H.; Yoon, S. C.; Jeon, M. K.; Kim, B. J. Chem. Commun. 2011, 47, 3577-3579
32. Xiao, S. Q.; Stuart, A. C.; Liu, S. B.; Zhou, H. X.; You, W. Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 635-643
33. Burkhart, B.; Khlyabich, P. P.; Thompson, B. C. Macromolecules 2012, 45, 3740-3748
34. Ren, G. Q.; Wu, P. T.; Jenekhe, S. A. Chem. Mater. 2010, 22, 2020-2026
35. Park, J. K.; Jo, J.; Seo, J. H.; Moon, J. S.; Park, Y. D.; Lee, K.; Heeger, A. J.; Bazan, G. C. Adv. Mater. 2011, 23, 2430-2435
36. Cho, H. H.; Kang, T. E.; Kim, K. H.; Kang, H.; Kim, H. J.; Kim, B. J. Macromolecules 2012, 45, 6415-6423
37. Chen, H. C.; Chen, Y. H.; Liu, C. C.; Chien, Y. C.; Chou, S. W.; Chou, P. T. Chem. Mater. 2012, 24, 4766-4772
38. Huo, L. J.; Guo, X.; Zhang, S. Q.; Li, Y. F.; Hou, J. H. Macromolecules 2011, 44, 4035-4037
39. Peng, Q.; Liu, X. J.; Su, D.; Fu, G. W.; Xu, J.; Dai, L. M. Adv. Mater. 2011, 23, 4554-4558
40. Veldman, D.; Meskers, S. C. J.; Janssen, R. A. J. Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 1939-1948
41. Brabec, C. J.; Cravino, A.; Meissner, D.; Sariciftci, N. S.; Fromherz, T.; Rispens, M. T.; Sanchez, L.; Hummelen, J. C. Adv. Funct. Mater. 2001, 11, 374-380
42. Kim, K. H.; Kang, H.; Nam, S. Y.; Jung, J.; Kim, P. S.; Cho, C. H.; Lee, C.; Yoon, S. C.; Kim, B. J. Chem. Mater. 2011, 23, 5090-5095
43. Wienk, M. M.; Kroon, J. M.; Verhees, W. J. H.; Knol, J.; Hummelen, J. C.; van Hal, P. A.; Janssen, R. A. J. Angew. Chem., Int. Ed. 2003, 42, 3371-3375
44. Vandewal, K.; Gadisa, A.; Oosterbaan, W. D.; Bertho, S.; Banishoeib, F.; Van Severen, I.; Lutsen, L.; Cleij, T. J.; Vanderzande, D.; Manca, J. V. Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 2064-2070
45. Piersimoni, F.; Chambon, S.; Vandewal, K.; Mens, R.; Boonen, T.; Gadisa, A.; Izquierdo, M.; Filippone, S.; Ruttens, B.; DHaen, J.; Martin, N.; Lutsen, L.; Vanderzande, D.; Adriaensens, P.; Manca, J. V. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 10873-10880
46. Wang, D. H.; Kim, J. K.; Lim, G. H.; Park, K. H.; Park, O. O.; Lim, B.; Park, J. H. RSC Advances 2012, 2, 7268-7272
47. Kim, J. Y.; Noh, S.; Nam, Y. M.; Kim, J. Y.; Roh, J.; Park, M.; Amsden, J. J.; Yoon, D. Y.; Lee, C.; Jo, W. H. ACS Appl. Mater. Interfaces 2011, 3, 4279-4285
48. Chen, S. F.; Cheng, F.; Mei, Y.; Peng, B.; Kong, M.; Hao, J. Y.; Zhang, R.; Xiong, Q. H.; Wang, L. H.; Huang, W. Appl. Phys. Lett. 2014, 104, 213903
49. Lou, S. J.; Szarko, J. M.; Xu, T.; Yu, L. P.; Marks, T. J.; Chen, L. X. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 20661-20663
50. Su, M. S.; Kuo, C. Y.; Yuan, M. C.; Jeng, U. S.; Su, C. J.; Wei, K. H. Adv. Mater. 2011, 23, 3315-3319
51. Etzold, F.; Howard, I. A.; Forler, N.; Cho, D. M.; Meister, M.; Mangold, H.; Shu, J.; Hansen, M. R.; Mullen, K.; Laquai, F. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 10569-10583
52. Baek, S. W.; Noh, J.; Lee, C. H.; Kim, B.; Seo, M. K.; Lee, J. Y. Sci. Rep. 2013, 3, 1726-1732
53. Kim, T.; Kang, H.; Jeong, S.; Kang, D. J.; Lee, C.; Lee, C. H.; Seo, M. K.; Lee, J. Y.; Kim, B. J. ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 16956-16965
54. Chen, M. C.; Liaw, D. J.; Chen, W. H.; Huang, Y. C.; Sharma, J.; Tai, Y. Appl. Phys. Lett. 2011, 99, 223305-223307
55. Chang, Y. T.; Hsu, S. L.; Su, M. H.; Wei, K. H. Adv. Mater. 2009, 21, 2093-2097
56. Kim, H. J.; Han, A. R.; Cho, C. H.; Kang, H.; Cho, H. H.; Lee, M. Y.; Frechet, J. M. J.; Oh, J. H.; Kim, B. J. Chem. Mater. 2012, 24, 215-221
57. Kim, B. J.; Miyamoto, Y.; Ma, B. W.; Frechet, J. M. J. Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 2273-2281
58. Kang, T. E.; Cho, H.-H.; Kim, H. j.; Lee, W.; Kang, H.; Kim, B. J. Macromolecules 2013, 46, 6806-6813
59. Gao, J.; Dou, L. T.; Chen, W.; Chen, C. C.; Guo, X. R.; You, J. B.; Bob, B.; Chang, W. H.; Strzalka, J.; Wang, C.; Li, G.; Yang, Y. Adv. Energy Mater. 2014, 4, 1300739-1300746
60. Piliego, C.; Holcombe, T. W.; Douglas, J. D.; Woo, C. H.; Beaujuge, P. M.; Frechet, J. M. J. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 7595-7597
61. He, X. X.; Mukherjee, S.; Watkins, S.; Chen, M.; Qin, T. S.; Thomsen, L.; Ade, H.; McNeill, C. R. J. Phys. Chem. C 2014, 118, 9918-9929
62. Steyrleuthner, R.; Di Pietro, R.; Collins, B. A.; Polzer, F.; Himmelberger, S.; Schubert, M.; Chen, Z.; Zhang, S.; Salleo, A.; Ade, H. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 4245-4256
63. Beaujuge, P. M.; Frechet, J. M. J. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 20009-20029
64. Yan, H.; Collins, B. A.; Gann, E.; Wang, C.; Ade, H.; McNeill, C. R. ACS Nano 2011, 6, 677-688
65. Swaraj, S.; Wang, C.; Yan, H.; Watts, B.; Lüning, J.; McNeill, C. R.; Ade, H. Nano Lett. 2010, 10, 2863-2869.
66. Chen, D.; Liu, F.; Wang, C.; Nakahara, A.; Russell, T. P. Nano Lett. 2011, 11, 2071-2078
67. Gu, Y.; Wang, C.; Russell, T. P. Adv. Energy Mater. 2012, 2, 683-690
68. Chen, W.; Xu, T.; He, F.; Wang, W.; Wang, C.; Strzalka, J.; Liu, Y.; Wen, J.; Miller, D. J.; Chen, J. Nano Lett. 2011, 11, 3707-3713
69. Mateker, W. R.; Douglas, J. D.; Cabanetos, C.; Sachs-Quintana, I. T.; Bartelt, J. A.; Hoke, E. T.; El Labban, A.; Beaujuge, P. M.; Frechet, J. M. J.; McGehee, M. D. Energy Environ. Sci. 2013, 6, 2529-2537