Photophysics of Molecular-Weight-Induced Losses in Indacenodithienothiophene-Based Solar Cells

Advanced Functional Materials

Volumn 25, Issue 30, 2015, Pages 4898-4907

  Gasparini, Nicola ^a   Katsouras, Athanasios ^b   Prodromidis, Mamantos I ^b,c   Avgeropoulos, Apostolos ^b   Baran, Derya ^a   Salvador, Michael ^a   Fladischer, Stefanie ^a   Spiecker, Erdmann ^a,d   Chochos, Christos L ^b   Ameri, Tayebeh ^a   Brabec, Christoph J ^a  

^a UNIVERSITY OF ERLANGEN NUREMBERG   (Germany)

^b UNIVERSITY OF IOANNINA   (Greece)

^c INSTITUTO SUPERIOR TÉCNICO   (Portugal)

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

Author keywords

charge transport; energetic losses; indacenodithienothiophene; molecular weight; organic solar cells

Indexed keywords

CARRIER TRANSPORT; CHARGE CARRIERS; CHARGE TRANSFER; COPOLYMERS; ENERGY GAP; EXTRACTION; MOLECULAR WEIGHT; PHOTOCURRENTS; POLYMERS;

CURRENT VOLTAGE MEASUREMENT; ENERGETIC LOSS; INDACENODITHIENOTHIOPHENE; NON-RADIATIVE RECOMBINATIONS; NUMBER AVERAGE MOLECULAR WEIGHT; ORGANIC SOLAR CELL; PHOTOINDUCED CHARGE CARRIERS; POWER CONVERSION EFFICIENCIES;

SOLAR CELLS;

EID: 84938990629     PISSN: 1616301X     EISSN: 16163028     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adfm.201501062     Document Type: Article

References (67)

1. a) T. Ameri, N. Li, C. J. Brabec, Energy Environ. Sci. 2013, 6, 2390
2. b) 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
3. c) 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
4. d) Y. Zhou, C. Fuentes-Hernandez, J. W. Shim, T. M. Khan, B. Kippelen, Energy Environ. Sci. 2012, 5, 9827
5. 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
6. f) X. Guo, N. Zhou, S. J. Lou, J. Smith, D. B. Ticel, 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. Photon. 2013, 7, 825
7. g) C. E. Small, S. Chen, J. Subbiah, C. M. Amb, S. W. Tsang, T. H. Lai, J. R. Reynolds, F. So, Nat. Photonics 2012, 6, 115
8. h) C. L. Chochos, S. A. Choulis, Prog. Polym. Sci. 2011, 36, 1326.
9. S. C. Price, A. C. Stuart, L. Yang, H. Zhou, W. You, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 4625.
10. E. Wang, L. Hou, Z. Wang, S. Hellström, F. Zhang, O. Inganäs, M. R. Andersson, Adv. Mater. 2010, 22, 5240.
11. C. Piliego, T. W. Holcombe, J. D. Douglas, C. H. Woo, P. M. Beaujuge, J. M. J. Fréchet, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 7595.
12. Y. Zou, A. Najari, P. Berrouard, S. Beaupré, B.-R. Aïch, Y. Tao, M. Leclerc, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 5330.
13. M. C. Yuan, M. Y. Chiu, S. P. Liu, C. M. Chen, K. H. Wei, Macromolecules 2010, 43, 6936.
14. Y.-X. Xu, C.-C. Chueh, H.-L. Yip, F.-Z. Ding, Y.-X. Li, C.-Z. Li, X. Li, W.-C. Chen, A. K.-Y. Jen, Adv. Mater. 2012, 24, 6356.
15. H. Zhong, Z. Li, F. Deledalle, E. C. Fregoso, M. Shahid, Z. Fei, C. B. Nielsen, N. Yaacobi-Gross, S. Rossbauer, T. D. Anthopoulos, J. R. Durrant, M. Heeney, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 2040.
16. N. Li, D. Baran, K. Forberich, F. Machui, T. Ameri, M. Turbiez, M. Carrasco-Orozco, M. Drees, A. Facchetti, F. C. Krebs, C. J. Brabec, Energy Environ. Sci. 2013, 6, 3407.
17. M. T. Lloyd, D. C. Olson, P. Lu, E. Fang, D. L. Moore, M. S. White, M. O. Reese, D. S. Ginley, J. W. P. Hsu, J. Mater. Chem. 2009, 19, 7638.
18. a) S.-H. Chan, C.-P. Chen, T.-C. Chao, C. Ting, C.-S. Lin, B.-T. Ko, Macromolecules 2008, 41, 5519
19. b) C.-P. Chen, S.-H. Chan, T.-C. Chao, C. Ting, B.-T. Ko, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 12828
20. c) C.-Y. Yu, C.-P. Chen, S.-H. Chan, G.-W. Hwang, C. Ting, Chem. Mater. 2009, 21, 3262
21. d) Y.-C. Chen, C.-Y. Yu, Y.-L. Fan, L.-I. Hung, C.-P. Chen, C. Ting, Chem. Commun. 2010, 46, 6503
22. e) Y. Zhang, J. Zou, H.-L. Yip, K.-S. Chen, J. A. Davies, Y. Sun, A. K.-Y. Jen, Macromolecules 2011, 44, 4752
23. f) Y. Zhang, S.-C. Chien, K.-S. Chen, H.-L. Yip, Y. Sun, J. A. Davies, F.-C. Chen, A. K.-Y. Jen, Chem. Commun. 2011, 47, 11026
24. g) Y. Sun, S.-C. Chien, H.-L. Yip, Y. Zhang, K.-S. Chen, D. F. Zeigler, F.-C. Chen, B. Lin, A. K.-Y. Jen, J. Mater. Chem. 2011, 21, 13247
25. h) Y. Zhang, J. Zou, H.-L. Yip, K.-S. Chen, D. F. Zeigler, Y. Sun, A. K.-Y. Jen, Chem. Mater. 2011, 23, 2289
26. i) Y.-X. Xu, C.-C. Chueh, H.-L. Yip, C.-Y. Chang, P.-W. Liang, J. J. Intemann, W.-C. Chen, A. K.-Y. Jen, Polym. Chem. 2013, 4, 5220
27. j) Y. Xia, Y. Gao, Y. Zhang, J. Tong, J. Li, H. Li, D. Chen, D. Fan, Polymer 2013, 54, 607
28. k) M. Wang, X. Hu, L. Liu, C. Duan, P. Liu, L. Ying, F. Huang, Y. Cao, Macromolecules 2013, 46, 3950
29. l) R. He, L. Yu, P. Cai, F. Peng, J. Xu, L. Ying, J. Chen, W. Yang, Y. Cao, Macromolecules 2014, 47, 2921.
30. K. Yao, M. Salvador, C.-C. Chueh, X.-K. Xin, Y.-X. Xu, D. W. deQuilettes, T. Hu, Y. Chen, D. S. Ginger, A. K.-Y. Jen, Adv. Energy Mater. 2014, 4, 1400206.
31. D. Dang, W. Chen, S. Himmelberger, Q. Tao, A. Lundin, R. Yang, W. Zhu, A. Salleo, C. Müller, E. Wang, Adv. Energy Mater. 2014, 4, 1400680.
32. P. Schilinsky, U. Asawapirom, U. Scherf, M. Biele, C. J. Brabec, Chem. Mater. 2005, 17, 2175.
33. R. J. Kline, M. D. McGehee, E. N. Kadnikova, J. Liu, J. M. J. Fréchet, M. F. Toney, Macromolecules 2005, 38, 3312.
34. W. Ma, J. Y. Kim, K. Lee, A. J. Heeger, Macromol. Rapid Commun. 2007, 28, 1776.
35. R. C. Coffin, J. Peet, J. Rogers, G. C. Bazan, Nat. Chem. 2009, 1, 657.
36. D. J. D. Moet, M. Lenes, J. D. Kotlarski, S. C. Veenstra, J. Sweelssen, M. M. Koetse, B. de Boer, P. W. M. Blom, Org. Electron. 2009, 10, 1275.
37. S. Wakim, S. Beaupré, N. Blouin, B.-R. Aich, S. Rodman, R. Gaudiana, Y. Tao, M. Leclerc, J. Mater. Chem. 2009, 19, 5351.
38. J. C. Bijleveld, A. P. Zoombelt, S. G. J. Mathijssen, M. M. Wienk, M. Turbiez, D. M. de Leeuw, R. A. J. Janssen, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 16616.
39. M. Tong, S. Cho, J. T. Rogers, K. Schmidt, B. B. Y. Hsu, D. Moses, R. C. Coffin, E. J. Kramer, G. C. Bazan, A. J. Heeger, Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 3959.
40. C. Müller, E. Wang, L. M. Andersson, K. Tvingstedt, Y. Zhou, M. R. Andersson, O. Inganäs, Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 2124.
41. J.-H. Huang, F.-C. Chen, C.-L. Chen, A. T. Huang, Y.-S. Hsiao, C.-M. Teng, F.-W. Yen, P. Chen, C.-W. Chu, Org. Electron. 2011, 12, 1755.
42. I. Osaka, M. Saito, H. Mori, T. Koganezawa, K. Takimiya, Adv. Mater. 2011, 24, 425.
43. X. Zhao, H. Tang, D. Yang, H. Li, W. Xu, L. Yin, X. Yang, Chin. J. Chem. 2012, 30, 2052.
44. B. R. Aïch, J. Lu, S. Beaupré, M. Leclerc, Y. Tao, Org. Electron. 2012, 13, 1736.
45. W. Li, W. S. C. Roelofs, M. M. Wienk, R. A. J. Janssen, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 13787.
46. W. Li, K. H. Hendriks, W. S. C. Roelofs, Y. Kim, M. M. Wienk, R. A. J. Janssen, Adv. Mater. 2013, 25, 3182.
47. K. H. Hendriks, G. H. L. Heintges, V. S. Gevaerts, M. M. Wienk, R. A. J. Janssen, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 8341.
48. R. S. Ashraf, B. C. Schroeder, H. A. Bronstein, Z. Huang, S. Thomas, R. Joseph Kline, C. J. Brabec, P. Rannou, T. D. Anthopoulos, J. R. Durrant, I. McCulloch, Adv. Mater. 2013, 25, 2029.
49. W. Li, L. Yang, J. R. Tumbleston, L. Yan, H. Ade, W. You, Adv. Mater. 2014, 26, 4456.
50. J. A. Bartelt, J. D. Douglas, W. R. Mateker, A. El Labban, C. J. Tassone, M. F. Toney, J. M. J. Fréchet, P. M. Beaujuge, M. D. McGehee, Adv. Energy Mater. 2014, 4, 1301733.
51. T.-Y. Chu, J. Lu, S. Beaupré, Y. Zhang, J.-R. Pouliot, J. Zhou, A. Najari, M. Leclerc, Y. Tao, Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 2345.
52. Y. Zhang, S. K. Hau, H.-L. Yip, Y. Sun, O. Acton, A. K.-Y. Jen, Chem. Mater. 2010, 22, 2696.
53. 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.
54. D. Baran, M. S. Vezie, N. Gasparini, F. Deledalle, J. Yao, B. C. Schroeder, T. Ameri, T. Kirchartz, I. McCulloch, J. Nelson, C. J. Brabec, unpublished.
55. B. Carsten, F. He, H. J. Son, T. Xu, L. Yu, Chem. Rev. 2011, 111, 1493.
56. H. Zhang, T. Stubhan, N. Li, M. Turbiez, G. J. Matt, T. Ameri, C. J. Brabec, J. Chem. Mater. A 2014, 2, 18917.
57. V. Mihailetchi, J. Wildeman, P. Blom, Phys. Rev. Lett. 2005, 94, 126602.
58. V. D. Mihailetchi, H. X. Xie, B. de Boer, L. J. A. Koster, P. W. M. Blom, Adv. Funct. Mater. 2006, 16, 699.
59. T.-Y. Chu, J. Lu, S. Beaupré, Y. Zhang, J.-R. Pouliot, S. Wakim, J. Zhou, M. Leclerc, Z. Li, J. Ding, Y. Tao, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 4250.
60. N. Gasparini, S. Righi, F. Tinti, A. Savoini, A. Cominetti, R. Po, N. Camaioni, ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 21416.
61. G. J. R. O. A. Pivrikas, N. S. Sariciftci, Progr. Photovoltaics Res. Appl. 2007, 15, 677.
62. A. Mozer, G. Dennler, N. Sariciftci, M. Westerling, A. Pivrikas, R. Österbacka, G. Juška, Phys. Rev. B: Condens. Matter 2005, 72, 035217.
63. T. Kirchartz, U. Rau, M. Kurth, J. Mattheis, J. H. Werner, Thin Solid Films 2007, 515, 6238.
64. T. Kirchartz, U. Rau, J. Appl. Phys. 2007, 102, 104510.
65. R. A. Street, A. Krakaris, S. R. Cowan, Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 4608.
66. A. Gadisa, W. Mammo, L. M. Andersson, S. Admassie, F. Zhang, M. R. Andersson, O. Inganäs, Adv. Funct. Mater. 2007, 17, 3836.
67. F. P. V. Koch, P. Smith, M. Heeney, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 13695.