On-Fabrication Solid-State N-Doping of Graphene by an Electron-Transporting Metal Oxide Layer for Efficient Inverted Organic Solar Cells

Advanced Energy Materials

Volumn 6, Issue 12, 2016, Pages

  Kim, Hobeom ^a   Byun, Jinwoo ^a   Bae, Sang Hoon ^b   Ahmed, Towfiq ^c   Zhu, Jian Xin ^d   Kwon, Sung Joo ^a   Lee, Yeongjun ^a   Min, Sung Yong ^a   Wolf, Christoph ^a   Seo, Hong Kyu ^a   Ahn, Jong Hyun ^b   Lee, Tae Woo ^a  

^a Pohang University of Science and Technology (POSTECH)   (South Korea)

^b Yonsei University   (South Korea)

^c LOS ALAMOS NATIONAL LABORATORY   (United States)

^d LOS ALAMOS NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

DFT calculations; n doped graphene; organic solar cells; ZnO; Zonyl

Indexed keywords

EID: 84973149549     PISSN: 16146832     EISSN: 16146840     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/aenm.201600172     Document Type: Article

References (74)

1. S. Bae, H. Kim, Y. Lee, X. Xu, J.-S. Park, Y. Zheng, J. Balakrishnan, T. Lei, H. R. Kim, Y. I. Song, Y.-J. Kim, K. S. Kim, B. Ozyilmaz, J.-H. Ahn, B. H. Hong, S. Iijima, Nat. Nanotechnol. 2010, 5, 574;
2. J. Wu, H. A. Becerril, Z. Bao, Z. Liu, Y. Chen, P. Peumans, Appl. Phys. Lett. 2008, 92, 263302;
3. J. O. Hwang, J. S. Park, D. S. Choi, J. Y. Kim, S. H. Lee, K. E. Lee, Y.-H. Kim, M. H. Song, S. Yoo, S. O. Kim, ACS Nano 2012, 6, 159;
4. S. H. Lee, H. W. Kim, J. O. Hwang, W. J. Lee, J. Kwon, C. W. Bielawski, R. S. Ruoff, S. O. Kim, Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 10084;
5. D. H. Wang, J. K. Kim, J. H. Seo, I. Park, B. H. Hong, J. H. Park, A. J. Heeger, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 2874;
6. H.-K. Seo, T.-S. Kim, C. Park, W. Xu, K. Baek, S.-H. Bae, J.-H. Ahn, K. Kim, H. C. Choi, T.-W. Lee, Sci. Rep. 2015, 5, 16710.
7. K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S. V. Dubonos, I. V. Grigorieva, A. A. Firsov, Science 2004, 306, 666;
8. R. R. Nair, P. Blake, A. N. Grigorenko, K. S. Novoselov, T. J. Booth, T. Stauber, N. M. R. Peres, A. K. Geim, Science 2008, 320, 1308;
9. C. Lee, X. Wei, J. W. Kysar, J. Hone, Science 2008, 321, 385;
10. W. Xu, H.-K. Seo, S.-Y. Min, H. Cho, T.-S. Lim, C.-Y. Oh, Y. Lee, T.-W. Lee, Adv. Mater. 2014, 26, 3459.
11. D.-Y. Wang, I.-S. Huang, P.-H. Ho, S.-S. Li, Y.-C. Yeh, D.-W. Wang, W.-L. Chen, Y.-Y. Lee, Y.-M. Chang, C.-C. Chen, C.-T. Liang, C.-W. Chen, Adv. Mater. 2013, 25, 4521;
12. Y. Wang, X. Chen, Y. Zhong, F. Zhu, K. P. Loh, Appl. Phys. Lett. 2009, 95, 063302;
13. Y. Wang, S. W. Tong, X. F. Xu, B. Özyilmaz, K. P. Loh, Adv. Mater. 2011, 23, 1514;
14. H. Park, J. Kong, Adv. Energy Mater. 2014, 4, 1301280;
15. B. H. Lee, J.-H. Lee, Y. H. Kahng, N. Kim, Y. J. Kim, J. Lee, T. Lee, K. Lee, Adv. Funct. Mater. 2014, 24, 1847;
16. H. Park, S. Chang, X. Zhou, J. Kong, T. Palacios, S. Gradečak, Nano Lett. 2014, 14, 5148;
17. K.-S. Shin, H. Jo, H.-J. Shin, W. M. Choi, J.-Y. Choi, S.-W. Kim, J. Mater. Chem. 2012, 22, 13032;
18. H. Park, S. Chang, M. Smith, S. Gradecak, J. Kong, Sci. Rep. 2013, 3, 1581;
19. H. Kim, S.-H. Bae, T.-H. Han, K.-G. Lim, J.-H. Ahn, T.-W. Lee, Nanotechnology 2014, 25, 014012;
20. A. R. bin Mohd Yusoff, D. Kim, F. K. Schneider, W. J. da Silva, J. Jang, Energy Environ. Sci. 2015, 8, 1523;
21. K. Kim, S.-H. Bae, C. T. Toh, H. Kim, J. H. Cho, D. Whang, T.-W. Lee, B. Özyilmaz, J.-H. Ahn, ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 3299;
22. T.-H. Han, Y. Lee, M.-R. Choi, S.-H. Woo, S.-H. Bae, B. H. Hong, J.-H. Ahn, T.-W. Lee, Nat. Photonics 2012, 6, 105;
23. H. Cho, S. D. Kim, T.-H. Han, I. Song, J.-W. Byun, Y.-H. Kim, S. Kwon, S.-H. Bae, H. C. Choi, J.-H. Ahn, T.-W. Lee, 2D Mater. 2015, 2, 014002;
24. S.-H. Bae, O. Kahya, B. K. Sharma, J. Kwon, H. J. Cho, B. Özyilmaz, J.-H. Ahn, ACS Nano 2013, 7, 3130;
25. Y.-Y. Lee, K.-H. Tu, C.-C. Yu, S.-S. Li, J.-Y. Hwang, C.-C. Lin, K.-H. Chen, L.-C. Chen, H.-L. Chen, C.-W. Chen, ACS Nano 2011, 5, 6564;
26. T.-H. Han, S.-J. Kwon, H.-K. Seo, T.-W. Lee, 2D Mater. 2016, 3, 014003;
27. T.-H. Han, S.-J. Kwon, N. Li, H.-K. Seo, W. Xu, K. S. Kim, T.-W. Lee, Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, DOI: 10.1002/anie.201600414;
28. S.-J. Byun, H. Lim, G.-Y. Shin, T.-H. Han, S. H. Oh, J.-H. Ahn, H. C. Choi, T.-W. Lee, J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 493.
29. 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.
30. 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.
31. A. K. K. Kyaw, X. W. Sun, C. Y. Jiang, G. Q. Lo, D. W. Zhao, D. L. Kwong, Appl. Phys. Lett. 2008, 93, 221107.
32. L.-M. Chen, Z. Hong, G. Li, Y. Yang, Adv. Mater. 2009, 21, 1434.
33. Y. Sun, J. H. Seo, C. J. Takacs, J. Seifter, A. J. Heeger, Adv. Mater. 2011, 23, 1679.
34. H. Choi, J. S. Park, E. Jeong, G.-H. Kim, B. R. Lee, S. O. Kim, M. H. Song, H. Y. Woo, J. Y. Kim, Adv. Mater. 2011, 23, 2759.
35. M. Ahmadi, K. Mirabbaszadeh, S. Salari, H. Fatehy, Electron. Mater. Lett. 2014, 10, 951.
36. D. Wei, Y. Liu, Y. Wang, H. Zhang, L. Huang, G. Yu, Nano Lett. 2009, 9, 1752.
37. Z. Jin, J. Yao, C. Kittrell, J. M. Tour, ACS Nano 2011, 5, 4112.
38. C. Zhang, L. Fu, N. Liu, M. Liu, Y. Wang, Z. Liu, Adv. Mater. 2011, 23, 1020.
39. B. Guo, Q. Liu, E. Chen, H. Zhu, L. Fang, J. R. Gong, Nano Lett. 2010, 10, 4975.
40. W. Xu, L. Wang, Y. Liu, S. Thomas, H.-K. Seo, K.-I. Kim, K. S. Kim, T.-W. Lee, Adv. Mater. 2015, 27, 1619.
41. W. Xu, T.-S. Lim, H.-K. Seo, S.-Y. Min, H. Cho, M.-H. Park, Y.-H. Kim, T.-W. Lee, Small 2014, 10, 1999.
42. K. C. Kwon, K. S. Choi, S. Y. Kim, Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 4724.
43. M. Si, W. J. Choi, Y. J. Jeong, Y. K. Lee, J.-J. Kim, J.-O. Lee, Phys. E 2016, 80, 115.
44. J. Meyer, P. R. Kidambi, B. C. Bayer, C. Weijtens, A. Kuhn, A. Centeno, A. Pesquera, A. Zurutuza, J. Robertson, S. Hofmann, Sci. Rep. 2014, 4, 5380.
45. S. Sanders, A. Cabrero-Vilatela, P. R. Kidambi, J. A. Alexander-Webber, C. Weijtens, P. Braeuninger-Weimer, A. I. Aria, M. M. Qasim, T. D. Wilkinson, J. Robertson, S. Hofmann, J. Meyer, Nanoscale 2015, 7, 13135.
46. S. Tongay, M. Lemaitre, X. Miao, B. Gila, B. R. Appleton, A. F. Hebard, Phys. Rev. X 2012, 2, 11002.
47. G. Kresse, J. Furthmüller, Phys. Rev. B 1996, 54, 11169.
48. G. Kresse, J. Hafner, Phys. Rev. B 1993, 47, 558.
49. G. Kresse, J. Furthmüller, Comput. Mater. Sci. 1996, 6, 15.
50. J. P. Perdew, K. Burke, M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865.
51. D. Vanderbilt, Phys. Rev. B 1990, 41, 7892.
52. G. Kresse, J. Hafner, J. Phys. Condens. Matter 1994, 6, 8245.
53. J. Klimeš, D. R. Bowler, A. Michaelides, Phys. Rev. B 2011, 83, 195131.
54. M. Shishkin, G. Kresse, Phys. Rev. B 2007, 75, 235102.
55. M. Shishkin, M. Marsman, G. Kresse, Phys. Rev. Lett. 2007, 99, 246403.
56. M. Vosgueritchian, D. J. Lipomi, Z. Bao, Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 421.
57. N. M. Kovalchuk, A. Trybala, V. Starov, O. Matar, N. Ivanova, Adv. Colloid Interface Sci. 2014, 210, 65.
58. Y. Kim, J. M. Yoo, H. R. Jeon, B. H. Hong, Phys. Chem. Chem. Phys. 2013, 15, 18353.
59. Y. Kim, J. Park, J. Kang, J. M. Yoo, K. Choi, E. S. Kim, J.-B. Choi, C. Hwang, K. S. Novoselov, B. H. Hong, Nanoscale 2014, 6, 9545.
60. Y. Kim, J. Ryu, M. Park, E. S. Kim, J. M. Yoo, J. Park, J. H. Kang, B. H. Hong, ACS Nano 2014, 8, 868.
61. A. Das, S. Pisana, B. Chakraborty, S. Piscanec, S. K. Saha, U. V. Waghmare, K. S. Novoselov, H. R. Krishnamurthy, A. K. Geim, A. C. Ferrari, A. K. Sood, Nat. Nanotechnol. 2008, 3, 210.
62. S. Pisana, M. Lazzeri, C. Casiraghi, K. S. Novoselov, A. K. Geim, A. C. Ferrari, F. Mauri, Nat. Mater. 2007, 6, 198.
63. H.-J. Shin, W. M. Choi, D. Choi, G. H. Han, S.-M. Yoon, H.-K. Park, S.-W. Kim, Y. W. Jin, S. Y. Lee, J. M. Kim, J.-Y. Choi, Y. H. Lee, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 15603.
64. J. Bardeen, Phys. Rev. 1947, 71, 717.
65. L. J. Brillson, Y. Lu, J. Appl. Phys. 2011, 109, 121301.
66. M. W. Allen, S. M. Durbin, Appl. Phys. Lett. 2008, 92, 122110.
67. Z. He, C. Zhong, X. Huang, W.-Y. Wong, H. Wu, L. Chen, S. Su, Y. Cao, Adv. Mater. 2011, 23, 4636.
68. Q. Zhang, B. Kan, F. Liu, G. Long, X. Wan, X. Chen, Y. Zuo, W. Ni, H. Zhang, M. Li, Z. Hu, F. Huang, Y. Cao, Z. Liang, M. Zhang, T. P. Russell, Y. Chen, Nat. Photonics 2015, 9, 35.
69. S. R. Cowan, A. Roy, A. J. Heeger, Phys. Rev. B 2010, 82, 245207.
70. C. Liu, X. Hu, C. Zhong, M. Huang, K. Wang, Z. Zhang, X. Gong, Y. Cao, A. J. Heeger, Nanoscale 2014, 6, 14297.
71. A. Foertig, J. Kniepert, M. Gluecker, T. Brenner, V. Dyakonov, D. Neher, C. Deibel, Adv. Funct. Mater. 2014, 24, 1306.
72. P. Schilinsky, C. Waldauf, C. J. Brabec, Appl. Phys. Lett. 2002, 81, 3885.
73. I. Riedel, J. Parisi, V. Dyakonov, L. Lutsen, D. Vanderzande, J. C. Hummelen, Adv. Funct. Mater. 2004, 14, 38.
74. D. I. Son, T. W. Kim, J. H. Shim, J. H. Jung, D. U. Lee, J. M. Lee, W. I. Park, W. K. Choi, Nano Lett. 2010, 10, 2441.