Wide-Bandgap Benzodithiophene-Benzothiadiazole Copolymers for Highly Efficient Multijunction Polymer Solar Cells

Advanced Materials

Volumn 27, Issue 30, 2015, Pages 4461-4468

  Duan, Chunhui ^a   Furlan, Alice ^a   Van Franeker, Jacobus J ^a   Willems, Robin E M ^a   Wienk, Martijn M ^a,b   Janssen, René A J ^a,b  

^a EINDHOVEN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY   (Netherlands)

^b DUTCH INSTITUTE FOR FUNDAMENTAL ENERGY RESEARCH   (Netherlands)

Author keywords

high efficiency; multijunction; polymer solar cells; wide bandgap polymers

Indexed keywords

EFFICIENCY; ENERGY GAP; POLYMERS; SEMICONDUCTING POLYMERS;

ACTIVE LAYER; BENZODITHIOPHENE; BENZOTHIADIAZOLES; HIGH-EFFICIENCY; MULTIJUNCTION; POLYMER SOLAR CELLS; SINGLE JUNCTION; WIDE BAND GAP;

SOLAR CELLS;

EID: 84938739312     PISSN: 09359648     EISSN: 15214095     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adma.201501626     Document Type: Article

References (65)

1. a) G. Yu, J. Gao, J. C. Hummelen, F. Wudl, A. J. Heeger, Science 1995, 270, 1789
2. b) L. Dou, J. You, Z. Hong, Z. Xu, G. Li, R. A. Street, Y. Yang, Adv. Mater. 2013, 25, 6642.
3. a) Z. C. He, C. M. Zhong, S. J. Su, M. Xu, H. B. Wu, Y. Cao, Nat. Photonics 2012, 6, 591
4. b) J.-D. Chen, C. Cui, Y.-Q. Li, L. Zhou, Q.-D. Ou, C. Li, Y. Li, J.-X. Tang, Adv. Mater. 2015, 27, 1035
5. c) Y. Liu, J. Zhao, Z. Li, C. Mu, W. Ma, H. Hu, K. Jiang, H. Lin, H. Ade, H. Yan, Nat. Commun. 2014, 5, 5293
6. d) S.-H. Liao, H.-J. Jhuo, P.-N. Yeh, Y.-S. Cheng, Y.-L. Li, Y.-H. Lee, S. Sharma, S.-A. Chen, Sci. Rep. 2014, 4, 6813
7. e) W. Li, A. Furlan, K. H. Hendriks, M. M. Wienk, R. A. J. Janssen, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 5529
8. f) 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
9. g) C.-C. Chen, W.-H. Chang, K. Yoshimura, K. Ohya, J. You, J. Gao, Z. Hong, Y. Yang, Adv. Mater. 2014, 26, 5670
10. h) A. R. b. M. Yusoff, D. Kim, H. P. Kim, F. K. Shneider, W. J. da Silva, J. Jang, Energy Environ. Sci. 2015, 8, 303
11. i) S. Zhang, L. Ye, W. Zhao, B. Yang, Q. Wang, J. Hou, Sci. China: Chem. 2015, 58, 248.
12. a) Y. J. Xia, L. Wang, X. Y. Deng, D. Y. Li, X. H. Zhu, Y. Cao, Appl. Phys. Lett. 2006, 89, 081106
13. b) F. L. Zhang, J. Bijleveld, E. Perzon, K. Tvingstedt, S. Barrau, O. Inganäs, M. R. Andersson, J. Mater. Chem. 2008, 18, 5468
14. c) A. P. Zoombelt, M. Fonrodona, M. M. Wienk, A. B. Sieval, J. C. Hummelen, R. A. J. Janssen, Org. Lett. 2009, 11, 903
15. d) Y. Dong, W. Cai, M. Wang, Q. Li, L. Ying, F. Huang, Y. Cao, Org. Electron. 2013, 14, 2459
16. e) Y. S. Park, Q. Wu, C.-Y. Nam, R. B. Grubbs, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 10691.
17. a) Y. Liang, Z. Xu, J. Xia, S.-T. Tsai, Y. Wu, G. Li, C. Ray, L. Yu, Adv. Mater. 2010, 22, E135
18. b) L. Ye, S. Zhang, W. Zhao, H. Yao, J. Hou, Chem. Mater. 2014, 26, 3603
19. c) C. Cui, W.-Y. Wong, Y. Li, Energy Environ. Sci. 2014, 7, 2276.
20. a) K. H. Hendriks, G. H. L. Heintges, V. S. Gevaerts, M. M. Wienk, R. A. J. Janssen, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 8341
21. b) K. H. Hendriks, W. Li, M. M. Wienk, R. A. J. Janssen, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 12130
22. c) C. P. Yau, Z. Fei, R. S. Ashraf, M. Shahid, S. E. Watkins, P. Pattanasattayavong, T. D. Anthopoulos, V. G. Gregoriou, C. L. Chochos, M. Heeney, Adv. Funct. Mater. 2014, 24, 678.
23. a) J. Chen, Y. Cao, Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1709
24. b) C. H. Duan, F. Huang, Y. Cao, J. Mater. Chem. 2012, 22, 10416
25. c) Y. Li, Acc. Chem. Res. 2012, 45, 723.
26. a) K. Li, Z. Li, K. Feng, X. Xu, L. Wang, Q. Peng, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 13549
27. b) J.-H. Kim, J. B. Park, F. Xu, D. Kim, J. Kwak, A. C. Grimsdale, D.-H. Hwang, Energy Environ. Sci. 2014, 7, 4118.
28. a) J. Y. Kim, K. Lee, N. E. Coates, D. Moses, T. Q. Nguyen, M. Dante, A. J. Heeger, Science 2007, 317, 222
29. b) L. Dou, J. You, J. Yang, C.-C. Chen, Y. He, S. Murase, T. Moriarty, K. Emery, G. Li, Y. Yang, Nat. Photonics 2012, 6, 180
30. c) V. S. Gevaerts, A. Furlan, M. M. Wienk, M. Turbiez, R. A. J. Janssen, Adv. Mater. 2012, 24, 2130.
31. D. Veldman, S. C. J. Meskers, R. A. J. Janssen, Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 1939.
32. M. M. Wienk, J. M. Kroon, W. J. H. Verhees, J. Knol, J. C. Hummelen, P. A. van Hal, R. A. J. Janssen, Angew. Chem. Int. Ed. 2003, 42, 3371.
33. a) G. Li, V. Shrotriya, Y. Yao, Y. Yang, J. Appl. Phys. 2005, 98, 043704
34. b) D. W. Sievers, V. Shrotriya, Y. Yang, J. Appl. Phys. 2006, 100, 114509
35. c) P. W. M. Blom, V. D. Mihailetchi, L. J. A. Koster, D. E. Markov, Adv. Mater. 2007, 19, 1551
36. d) T. Kirchartz, T. Agostinelli, M. Campoy-Quiles, W. Gong, J. Nelson, J. Phys. Chem. Lett. 2012, 3, 3470.
37. L. Ye, S. Zhang, L. Huo, M. Zhang, J. Hou, Acc. Chem. Res. 2014, 47, 1595.
38. a) H.-Y. Chen, J. Hou, S. Zhang, Y. Liang, G. Yang, Y. Yang, L. Yu, Y. Wu, G. Li, Nat. Photonics 2009, 3, 649
39. b) L. Huo, S. Zhang, X. Guo, F. Xu, Y. Li, J. Hou, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 9697
40. c) M. Wang, X. W. Hu, P. Liu, W. Li, X. Gong, F. Huang, Y. Cao, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 9638
41. d) C. Cabanetos, A. El Labban, J. A. Bartelt, J. D. Douglas, W. R. Mateker, J. M. J. Fréchet, M. D. McGehee, P. M. Beaujuge, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 4656
42. e) Y. Dong, X. Hu, C. Duan, P. Liu, S. Liu, L. Lan, D. Chen, L. Ying, S. Su, X. Gong, F. Huang, Y. Cao, Adv. Mater. 2013, 25, 3683
43. f) M. Zhang, Y. Gu, X. Guo, F. Liu, S. Zhang, L. Huo, T. P. Russell, J. Hou, Adv. Mater. 2013, 25, 4944
44. g) N. Wang, Z. Chen, W. Wei, Z. Jiang, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 17060
45. h) J. Subbiah, B. Purushothaman, M. Chen, T. Qin, M. Gao, D. Vak, F. H. Scholes, X. Chen, S. E. Watkins, G. J. Wilson, A. B. Holmes, W. W. H. Wong, D. J. Jones, Adv. Mater. 2015, 27, 702.
46. a) N. E. Jackson, B. M. Savoie, K. L. Kohlstedt, M. Olvera de la Cruz, G. C. Schatz, L. X. Chen, M. A. Ratner, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 10475
47. b) H. Zhou, L. Yang, A. C. Stuart, S. C. Price, S. Liu, W. You, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 123, 3051
48. c) A. C. Stuart, J. R. Tumbleston, H. Zhou, W. Li, S. Liu, H. Ade, W. You, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 1806
49. d) W. Li, S. Albrecht, L. Yang, S. Roland, J. R. Tumbleston, T. McAfee, L. Yan, M. A. Kelly, H. Ade, D. Neher, W. You, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 15566.
50. a) X. Hu, C. Yi, M. Wang, C.-H. Hsu, S. Liu, K. Zhang, C. Zhong, F. Huang, X. Gong, Y. Cao, Adv. Energy Mater. 2014, 4, 1400378
51. b) Z. Chen, P. Cai, J. Chen, X. Liu, L. Zhang, L. Lan, J. Peng, Y. Ma, Y. Cao, Adv. Mater. 2014, 26, 2586
52. c) T. L. Nguyen, H. Choi, S. J. Ko, M. A. Uddin, B. Walker, S. Yum, J. E. Jeong, M. H. Yun, T. J. Shin, S. Hwang, J. Y. Kim, H. Y. Woo, Energy Environ. Sci. 2014, 7, 3040
53. d) I. Osaka, M. Saito, T. Koganezawa, K. Takimiya, Adv. Mater. 2014, 26, 331.
54. K. H. Hendriks, W. Li, G. H. L. Heintges, G. W. P. van Pruissen, M. M. Wienk, R. A. J. Janssen, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 11128.
55. L. J. A. Koster, V. D. Mihailetchi, P. W. M. Blom, Appl. Phys. Lett. 2006, 88.
56. L. A. A. Pettersson, L. S. Roman, O. Inganäs, J. Appl. Phys. 1999, 86, 487.
57. a) R. C. Coffin, J. Peet, J. Rogers, G. C. Bazan, Nat. Chem. 2009, 1, 657
58. b) W. Li, L. Yang, J. R. Tumbleston, L. Yan, H. Ade, W. You, Adv. Mater. 2014, 26, 4456.
59. S. Roland, S. Neubert, S. Albrecht, B. Stannowski, M. Seger, A. Facchetti, R. Schlatmann, B. Rech, D. Neher, Adv. Mater. 2015, 27, 1262.
60. J. Gilot, M. M. Wienk, R. A. J. Janssen, Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 3904.
61. J. Burdick, T. Glatfelter, Solar Cells 1986, 18, 301.
62. A. Hadipour, B. de Boer, P. W. M. Blom, Org. Electron. 2008, 9, 617.
63. a) S. R. Cowan, A. Roy, A. J. Heeger, Phys. Rev. B 2010, 82, 245207
64. b) S. R. Cowan, W. L. Leong, N. Banerji, G. Dennler, A. J. Heeger, Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 3083.
65. Z. Zheng, S. Zhang, M. Zhang, K. Zhao, L. Ye, Y. Chen, B. Yang, J. Hou, Adv. Mater. 2015, 27, 1189.