Inverted, top-illuminated organic photodiodes are demonstrated using transparent electrodes including single layer graphene (SLG) and thin gold or silver with poly(3-hexylthiophene) and 1 -(3-methoxycarboyl)-propyl-1-phenyl-(6,6)C61 as active layer. The devices are free of both indium-tin-oxide and poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrene-sulfonate). The maximum solar power conversion efficiencies were 0.3% for SLG due to its series resistance and ∼2% for gold and silver. The organic photodiodes with SLG electrodes had good external quantum efficiency at incident illumination less than 10 mW/cm2 and better performance than gold and silver at wavelengths below 300 nm making them attractive for ultraviolet photosensors.

1.
D.
Birtalan
and
W.
Nunley
,
Optoelectronics: Infrared-Visible-Ultraviolet Devices and Applications
, 2nd ed. (
CRC
,
Boca Raton
,
2009
).
2.
X.
Gong
,
M.
Tong
,
Y.
Xia
,
W.
Cai
,
J. S.
Moon
,
Y.
Cao
,
G.
Yu
,
C.-L.
Shieh
,
B.
Nilsson
, and
A. J.
Heeger
,
Science
325
,
1665
(
2009
).
3.
S.-H.
Wu
,
W. L.
Li
,
B.
Chu
,
Z.
Sheng Su
,
F.
Zhang
, and
C. S.
Lee
,
Appl. Phys. Lett.
99
,
023305
(
2011
).
4.
R. W.
Waynant
and
M. N.
Ediger
,
Electro-Optics Handbook
, 2nd ed. (
McGraw-Hill
,
New York
,
2000
).
5.
F. C.
Krebs
,
S. A.
Gevorgyan
, and
J.
Alstrup
,
J. Mater. Chem.
19
,
5442
(
2009
).
6.
L.-M.
Chen
,
Z.
Hong
,
G.
Li
, and
Y.
Yang
,
Adv. Mater.
21
,
1434
(
2009
).
7.
T. N.
Ng
,
W. S.
Wong
,
M. L.
Chabinyc
, and
R. A.
Street
,
Appl. Phys. Lett.
92
,
213303
(
2008
).
8.
M.
Wu
,
K.
Pangal
,
J. C.
Sturm
, and
S.
Wagner
,
Appl. Phys. Lett.
75
,
2244
(
1999
).
9.
X.
Tong
,
B. E.
Lassiter
, and
S. R.
Forrest
,
Org. Electron.
11
,
705
(
2010
).
10.
D.
Baierl
,
B.
Fabel
,
P.
Gabos
,
L.
Pancheri
,
P.
Lugli
, and
G.
Scarpa
,
Org. Electron.
11
,
1199
(
2010
).
11.
J.-Y.
Lee
,
S. T.
Connor
,
Y.
Cui
, and
P.
Peumans
,
Nano Lett.
10
,
1276
(
2010
).
12.
D.
Baierl
,
B.
Fabel
,
P.
Lugli
, and
G.
Scarpa
,
Org. Electron.
12
,
1669
(
2011
).
13.
X.
Li
,
W.
Cai
,
J.
An
,
S.
Kim
,
J.
Nah
,
D.
Yang
,
R.
Piner
,
A.
Velamakanni
,
I.
Jung
,
E.
Tutuc
,
S. K.
Banerjee
,
L.
Colombo
, and
R. S.
Ruoff
,
Science
324
,
1312
(
2009
).
14.
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.
Özyilmaz
,
J.-H.
Ahn
,
B. H.
Hong
, and
S.
Iijima
,
Nat. Nanotechnol.
5
,
574
(
2010
).
15.
Y.
Hernandez
,
V.
Nicolosi
,
M.
Lotya
,
F. M.
Blighe
,
Z.
Sun
,
S.
De
,
I. T.
McGovern
,
B.
Holland
,
M.
Byrne
,
Y. K.
Gun’Ko
,
J. J.
Boland
,
P.
Niraj
,
G.
Duesberg
,
S.
Krishnamurthy
,
R.
Goodhue
,
J.
Hutchison
,
V.
Scardaci
,
A. C.
Ferrari
, and
J. N.
Coleman
,
Nat. Nanotechnol.
3
,
563
(
2008
).
16.
U.
Stöberl
,
U.
Wurstbauer
,
W.
Wegscheider
,
D.
Weiss
, and
J.
Eroms
,
Appl. Phys. Lett.
93
,
051906
(
2008
).
17.
V. C.
Tung
,
L.-M.
Chen
,
M. J.
Allen
,
J. K.
Wassei
,
K.
Nelson
,
R. B.
Kaner
, and
Y.
Yang
,
Nano Lett.
9
,
1949
(
2009
).
18.
J. S.
Bunch
,
S. S.
Verbridge
,
J. S.
Alden
,
A. M.
van der Zande
,
J. M.
Parpia
,
H. G.
Craighead
, and
P. L.
McEuen
,
Nano Lett.
8
,
2458
(
2008
).
19.
J.
Wu
,
H. A.
Becerril
,
Z.
Bao
,
Z.
Liu
,
Y.
Chen
, and
P.
Peumans
,
Appl. Phys. Lett.
92
,
263302
(
2008
).
20.
Y.
Wang
,
X.
Chen
,
Y.
Zhong
,
F.
Zhu
, and
K. P.
Loh
,
Appl. Phys. Lett.
95
,
063302
(
2009
).
21.
L. G. D
Arco
,
Y.
Zhang
,
C. W.
Schlenker
,
K.
Ryu
,
M. E.
Thompson
, and
C.
Zhou
,
ACS Nano
4
,
2865
(
2010
).
22.
G.
Jo
,
S.-I.
Na
,
S.-H.
Oh
,
S.
Lee
,
T.-S.
Kim
,
G.
Wang
,
M.
Choe
,
W.
Park
,
J.
Yoon
,
D.-Y.
Kim
,
Y. H.
Kahng
, and
T.
Lee
,
Appl. Phys. Lett.
97
,
213301
(
2010
).
23.
G.
Greczynski
,
T.
Kugler
, and
W.
Salaneck
,
Thin Solid Films
354
,
129
(
1999
).
24.
K. W.
Wong
,
H. L.
Yip
,
Y.
Luo
,
K. Y.
Wong
,
W. M.
Lau
,
K. H.
Low
,
H. F.
Chow
,
Z. Q.
Gao
,
W. L.
Yeung
, and
C. C.
Chang
,
Appl. Phys. Lett.
80
,
2788
(
2002
).
25.
G.
Li
,
V.
Shrotriya
,
J.
Huang
,
Y.
Yao
,
T.
Moriarty
,
K.
Emery
, and
Y.
Yang
,
Nature Mater.
4
,
864
(
2005
).
26.
W.
Liu
,
H.
Li
,
C.
Xu
,
Y.
Khatami
, and
K.
Banerjee
,
Carbon
49
,
4122
(
2011
).
27.
M.
Krögera
,
S.
Hamwib
,
J.
Meyerb
,
T.
Riedlb
,
W.
Kowalskyb
, and
A.
Kahn
,
Org. Electron.
10
,
932
(
2009
).
28.
X.
Wang
,
L.
Zhi
, and
K.
Müllen
,
Nano Lett.
8
,
323
(
2008
).
29.
M.
Cox
,
A.
Gorodetsky
,
B.
Kim
,
K. S.
Kim
,
Z.
Jia
,
P.
Kim
,
C.
Nuckolls
, and
I.
Kymissis
,
Appl. Phys. Lett.
98
,
123303
(
2011
).
30.
R. C. I.
MacKenzie
,
T.
Kirchartz
,
G. F. A.
Dibb
, and
J.
Nelson
,
J. Phys. Chem. C
115
,
9806
(
2011
).
31.
M.
Razeghi
and
A.
Rogalski
,
J. Appl. Phys.
79
,
7433
(
1996
).
32.
G.
Yu
,
J.
Wang
,
J.
McElvain
, and
A. J.
Heeger
,
Adv. Mater.
10
,
1431
(
1998
).
33.
D. M.
Brown
,
E. T.
Downey
,
M.
Ghezzo
,
J. W.
Kretchmer
,
R. J.
Saia
,
Y. S.
Liu
,
J. A.
Edmond
,
G.
Gati
,
J. M.
Pimbley
, and
W. E.
Schneider
,
IEEE Trans. Electron Devices
40
,
325
(
1993
).
34.
See supplementary material at http://dx.doi.org/10.1063/1.4733299 for UV-Vis transmittance spectra of the electrodes and current-voltage characteristics of the devices under AM 1.5 simulated solar illumination.

Supplementary Material

You do not currently have access to this content.