journal article·2020Open access

Charge transfer characteristics of fullerene-free polymer solar cells via multi-state electronic coupling treatment

Tuuva Kastinen, Terttu I. Hukka

Sustainable Energy & Fuels· Volume 4· Issue 8

Abstract

Dispersion-corrected optimally tuned long-range corrected functional provides constant electronic couplings for non-fullerene polymer solar cell systems regardless of the number of the excited states included in the calculations.
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Source: crossref · Quality: short

Research context

OpenAlex topics: Organic Electronics and Photovoltaics · Conducting polymers and applications · Molecular Junctions and Nanostructures

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Affiliations

Chemistry and Advanced Materials

Faculty of Engineering and Natural Sciences

Tampere University

FI-33014 Tampere

Finland

Funding

Tampereen Teknillinen Yliopisto · Suomen Kulttuurirahasto

References (100+)

Show source-provided references
1. He · Nat. Photonics · 2012 · 6 · 59110.1038/nphoton.2012.190 ↗
2. Li · Nat. Photonics · 2012 · 6 · 15310.1038/nphoton.2012.11 ↗
3. Zhao · Nat. Energy · 2016 · 1 · 1502710.1038/nenergy.2015.27 ↗
4. Jin · Adv. Energy Mater. · 2017 · 7 · 170094410.1002/aenm.201700944 ↗
5. Kang · Acc. Chem. Res. · 2016 · 49 · 242410.1021/acs.accounts.6b00347 ↗
6. Chen · Adv. Funct. Mater. · 2017 · 27 · 160356410.1002/adfm.201603564 ↗
7. Shen · J. Mater. Chem. A · 2018 · 6 · 1543310.1039/C8TA04718A ↗
8. Zhou · J. Chem. Soc., Chem. Commun. · 1991 · 121010.1039/C39910001210 ↗
9. Havinga · Polym. Bull. · 1992 · 29 · 11910.1007/BF00558045 ↗
10. Zhou · Macromolecules · 2012 · 45 · 60710.1021/ma201648t ↗
11. Würthner · Chem. Commun. · 2011 · 47 · 510910.1039/c1cc10321k ↗
12. Wang · Angew. Chem., Int. Ed. · 2019 · 58 · 412910.1002/anie.201808976 ↗
13. Li · Energy Environ. Sci. · 2019 · 12 · 15710.1039/C8EE02863J ↗
14. Zhu · Adv. Mater. · 2019 · 31 · 190289910.1002/adma.201902899 ↗
15. Guo · Org. Lett. · 2008 · 10 · 533310.1021/ol801918y ↗
16. Jia · Nano Energy · 2020 · 72 · 10471810.1016/j.nanoen.2020.104718 ↗
17. Lin · Adv. Mater. · 2015 · 27 · 117010.1002/adma.201404317 ↗
18. Zhang · Chem. Rev. · 2018 · 118 · 344710.1021/acs.chemrev.7b00535 ↗
19. Hou · Nat. Mater. · 2018 · 17 · 11910.1038/nmat5063 ↗
20. Sun · Mater. Today · 2019 · 24 · 9410.1016/j.mattod.2018.09.004 ↗
21. Zheng · Adv. Mater. · 2018 · 30 · 180180110.1002/adma.201801801 ↗
22. Cui · Adv. Mater. · 2019 · 31 · 180835610.1002/adma.201808356 ↗
23. Yao · J. Am. Chem. Soc. · 2019 · 141 · 774310.1021/jacs.8b12937 ↗
24. Liu · Sci. Bull. · 2020 · 65 · 27210.1016/j.scib.2020.01.001 ↗
25. Yuan · Joule · 2019 · 3 · 114010.1016/j.joule.2019.01.004 ↗
26. Cheng · Nat. Photonics · 2018 · 12 · 13110.1038/s41566-018-0104-9 ↗
27. Fan · Energy Environ. Sci. · 2017 · 10 · 124310.1039/C7EE00619E ↗
28. Lan · Adv. Sci. · 2016 · 3 · 160003210.1002/advs.201600032 ↗
29. Li · J. Am. Chem. Soc. · 2018 · 140 · 715910.1021/jacs.8b02695 ↗
30. Zhan · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2018 · 10 · 4244410.1021/acsami.8b16131 ↗
31. Zhang · Adv. Mater. · 2015 · 27 · 465510.1002/adma.201502110 ↗
32. Zhang · Adv. Mater. · 2018 · 30 · 180061310.1002/adma.201800613 ↗
33. Ie · Macromolecules · 2012 · 45 · 456410.1021/ma300742r ↗
34. Qian · Macromolecules · 2012 · 45 · 961110.1021/ma301900h ↗
35. Gedefaw · Polym. Chem. · 2014 · 5 · 208310.1039/c3py01519j ↗
36. Lee · Chem. Rev. · 2019 · 119 · 802810.1021/acs.chemrev.9b00044 ↗
37. Zhang · Acc. Chem. Res. · 2017 · 50 · 240110.1021/acs.accounts.7b00326 ↗
38. Benatto · J. Phys. Chem. C · 2019 · 123 · 639510.1021/acs.jpcc.8b12261 ↗
39. Benatto · J. Mater. Chem. C · 2019 · 7 · 1218010.1039/C9TC03563J ↗
40. Wang · Polymers · 2017 · 9 · 69210.3390/polym9120692 ↗
41. Cui · Nat. Commun. · 2019 · 10 · 110.1038/s41467-018-07882-8 ↗
42. Benatto · J. Phys. Chem. C · 2019 · 123 · 639510.1021/acs.jpcc.8b12261 ↗
43. Han · Sol. RRL · 2018 · 2 · 180019010.1002/solr.201800190 ↗
44. Han · Adv. Theory Simul. · 2018 · 1 · 180009110.1002/adts.201800091 ↗
45. Lee · J. Mater. Chem. A · 2019 · 7 · 1846810.1039/C9TA07133D ↗
46. Pan · Phys. Chem. Chem. Phys. · 2017 · 19 · 3122710.1039/C7CP05938H ↗
47. Pan · Org. Electron. · 2018 · 53 · 30810.1016/j.orgel.2017.11.002 ↗
48. Wang · Matter · 2020 · 2 · 11910.1016/j.matt.2019.10.025 ↗
49. Han · J. Mater. Chem. C · 2017 · 5 · 485210.1039/C7TC01310H ↗
50. J.-L. Brédas , V.Coropceanu , C.Doiron , Y. T.Fu , T.Körzdörfer , L.Pandey , C.Risko , J.Sears , B.Yang , Y.Yi and C.Zhang , Modeling the electronic and optical processes in organic solar cells: density functional theory and beyond , in Organic Solar Cells: Fundamentals, Devices, and Upscaling , ed. B. P. Rand and H. Richter , CRC Press, Taylor & Francis Group, LLC , Boca Raton , 2014 , pp. 537–588
51. Coropceanu · Chem. Rev. · 2007 · 107 · 92610.1021/cr050140x ↗
52. Hsu · Acc. Chem. Res. · 2009 · 42 · 50910.1021/ar800153f ↗
53. Oberhofer · Chem. Rev. · 2017 · 117 · 1031910.1021/acs.chemrev.7b00086 ↗
54. Song · Chem. Rec. · 2016 · 16 · 73410.1002/tcr.201500244 ↗
55. Voityuk · J. Chem. Phys. · 2002 · 117 · 560710.1063/1.1502255 ↗
56. Cave · Chem. Phys. Lett. · 1996 · 249 · 1510.1016/0009-2614(95)01310-5 ↗
57. Cave · J. Chem. Phys. · 1997 · 106 · 921310.1063/1.474023 ↗
58. Li · J. Phys. Chem. C · 2011 · 115 · 2186510.1021/jp2040696 ↗
59. Li · Sci. Rep. · 2015 · 5 · 1397010.1038/srep13970 ↗
60. Qian · Nat. Mater. · 2018 · 17 · 70310.1038/s41563-018-0128-z ↗
61. Wang · Adv. Funct. Mater. · 2018 · 28 · 170586810.1002/adfm.201705868 ↗
62. Rust · J. Phys. Chem. A · 2002 · 106 · 393010.1021/jp0142886 ↗
63. Yang · J. Chem. Phys. · 2013 · 139 · 15410410.1063/1.4824906 ↗
64. Kastinen · Phys. Chem. Chem. Phys. · 2016 · 18 · 2765410.1039/C6CP04567G ↗
65. Kastinen · Phys. Chem. Chem. Phys. · 2019 · 21 · 2560610.1039/C9CP04837E ↗
66. Kim · Nat. Commun. · 2015 · 6 · 854710.1038/ncomms9547 ↗
67. Do · Chem. Mater. · 2017 · 29 · 34610.1021/acs.chemmater.6b03111 ↗
68. Zhang · J. Chem. Theory Comput. · 2014 · 10 · 237910.1021/ct500259m ↗
69. Pandey · Phys. Chem. Chem. Phys. · 2012 · 14 · 1424310.1039/c2cp41724c ↗
70. Niskanen · Phys. Chem. Chem. Phys. · 2014 · 16 · 1329410.1039/C4CP01165A ↗
71. Chai · Phys. Chem. Chem. Phys. · 2008 · 10 · 661510.1039/b810189b ↗
72. Perdew · Phys. Rev. Lett. · 1996 · 77 · 386510.1103/PhysRevLett.77.3865 ↗
73. Adamo · J. Chem. Phys. · 1999 · 110 · 615810.1063/1.478522 ↗
74. Perdew · Phys. Rev. Lett. · 1997 · 78 · 139610.1103/PhysRevLett.78.1396 ↗
75. Niedzialek · Adv. Funct. Mater. · 2015 · 25 · 197210.1002/adfm.201402682 ↗
76. M. J. Frisch , G. W.Trucks , H. B.Schlegel , G. E.Scuseria , M. A.Robb , J. R.Cheeseman , G.Scalmani , V.Barone , G. A.Petersson , H.Nakatsuji , X.Li , M.Caricato , A. V.Marenich , J.Bloino , B. G.Janesko , R.Gomperts , B.Mennucci , H. P.Hratchian , J. V.Ortiz , A. F.Izmaylov , J. L.Sonnenberg , D.Williams-Young , F.Ding , F.Lipparini , F.Egidi , J.Goings , B.Peng , A.Petrone , T.Henderson , D.Ranasinghe , V. G.Zakrzewski , J.Gao , N.Rega , G.Zheng , W.Liang , M.Hada , M.Ehara , K.Toyota , R.Fukuda , J.Hasegawa , M.Ishida , T.Nakajima , Y.Honda , O.Kitao , H.Nakai , T.Vreven , K.Throssell , J. A.Montgomery Jr , J. E.Peralta , F.Ogliaro , M. J.Bearpark , J. J.Heyd , E. N.Brothers , K. N.Kudin , V. N.Staroverov , T. A.Keith , R.Kobayashi , J.Normand , K.Raghavachari , A. P.Rendell , J. C.Burant , S. S.Iyengar , J.Tomasi , M.Cossi , J. M.Millam , M.Klene , C.Adamo , R.Cammi , J. W.Ochterski , R. L.Martin , K.Morokuma , O.Farkas , J. B.Foresman and D. J.Fox , Gaussian 16, Revision B.01 , Gaussian, Inc. , Wallingford CT , 2016
77. Shao · Mol. Phys. · 2015 · 113 · 18410.1080/00268976.2014.952696 ↗
78. Kronik · J. Chem. Theory Comput. · 2012 · 8 · 151510.1021/ct2009363 ↗
79. Stein · J. Am. Chem. Soc. · 2009 · 131 · 281810.1021/ja8087482 ↗
80. Yang · J. Phys. Chem. C · 2014 · 118 · 2764810.1021/jp5074076 ↗
81. Barone · J. Phys. Chem. A · 1998 · 102 · 199510.1021/jp9716997 ↗
82. Cossi · J. Comput. Chem. · 2003 · 24 · 66910.1002/jcc.10189 ↗
83. Chen · Adv. Energy Mater. · 2016 · 6 · 160132510.1002/aenm.201601325 ↗
84. Han · J. Phys. Chem. Lett. · 2019 · 10 · 291110.1021/acs.jpclett.9b00928 ↗
85. Martin · J. Chem. Phys. · 2003 · 118 · 477510.1063/1.1558471 ↗
86. Dreuw · Chem. Rev. · 2005 · 105 · 400910.1021/cr0505627 ↗
87. Ros · Theor. Chim. Acta · 1966 · 4 · 110.1007/BF00526005 ↗
88. Multiwfn 3.6, available at: http://sobereva.com/multiwfn/ , accessed 05/01/2020
89. Lu · J. Comput. Chem. · 2012 · 33 · 58010.1002/jcc.22885 ↗
90. Lu · Acta Chim. Sin. · 2011 · 69 · 2393
91. G. A. Zhurko , Chemcraft - graphical program for visualization of quantum chemistry computations , Ivanovo, Russia , 2005 , available at: http://www.chemcraftprog.com , accessed 24/05/2020
92. Marcus · J. Chem. Phys. · 1956 · 24 · 96610.1063/1.1742723 ↗
93. Marcus · Biochim. Biophys. Acta, Rev. Bioenerg. · 1985 · 811 · 26510.1016/0304-4173(85)90014-X ↗
94. Marcus · Rev. Mod. Phys. · 1993 · 65 · 59910.1103/RevModPhys.65.599 ↗
95. Newton · Chem. Rev. · 1991 · 91 · 76710.1021/cr00005a007 ↗
96. Huang · Chem. Mater. · 2016 · 28 · 517510.1021/acs.chemmater.6b00671 ↗
97. Wadsworth · Chem. Soc. Rev. · 2019 · 48 · 159610.1039/C7CS00892A ↗
98. Jackson · J. Am. Chem. Soc. · 2013 · 135 · 1047510.1021/ja403667s ↗
99. Kastinen · J. Phys. Chem. A · 2016 · 120 · 105110.1021/acs.jpca.5b08465 ↗
100. Osaka · J. Am. Chem. Soc. · 2011 · 133 · 685210.1021/ja201591a ↗