In this work, a solution-processable electron selective layer is introduced for inverted polymer solar cells (PSCs). Cationic biopolymer poly(2-(dimethylamino)ethyl methacrylate) (PDMAEMA) is used as a solution-processable work function modifier of indium-tin-oxide transparent conducting electrode to yield efficient inverted PSCs of 3.3% under AM1.5G illumination, with poly(3-hexylthiophene) and [6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester as the active layer. Devices using PDMAEMA exhibit greater stability in ambient “working conditions” as compared to devices using ZnO, retaining 90% of peak power conversion efficiency after 8 weeks. Therefore, PDMAEMA has great potential as a universal work function modifier material with high robustness.

1.
G.
Yu
,
J.
Gao
,
J. C.
Hummelen
,
F.
Wudl
, and
A. J.
Heeger
,
Science
270
,
1789
(
1995
).
2.
Y.
Chen
,
J.
Hou
,
S.
Zhang
,
Y.
Liang
,
G.
Yang
,
Y.
Yang
,
L.
Yu
,
Y.
Wu
, and
G.
Li
,
Nat. Photonics
3
,
649
(
2009
).
3.
C. J.
Brabec
,
N. S.
Sariciftci
, and
J. C.
Hummelen
,
Adv. Funct. Mater.
11
,
15
(
2001
).
4.
J. Y.
Zou
,
H. L.
Yip
,
Y.
Zhang
,
Y.
Gao
,
S. C.
Chien
,
K.
O'Malley
,
C. C.
Chueh
,
H. Z.
Chen
, and
A. K. Y.
Jen
,
Adv. Funct. Mater.
22
,
2804
(
2012
).
5.
Y. M.
Sun
,
J. H.
Seo
,
C. J.
Takacs
,
J.
Seifter
, and
A. J.
Heeger
,
Adv. Mater.
23
,
1679
(
2011
).
6.
J. B.
You
,
C. C.
Chen
,
L. T.
Dou
,
S.
Murase
,
H. S.
Duan
,
S. A.
Hawks
,
T.
Xu
,
H. J.
Son
,
L. P.
Yu
,
G.
Li
, and
Y.
Yang
,
Adv. Mater.
24
,
5267
(
2012
).
7.
M.
Jorgensen
,
K.
Norrman
, and
F. C.
Krebs
,
Sol. Energy Mater. Sol. Cells
92
,
686
(
2008
).
8.
L.
Chen
,
Z.
Hong
,
G.
Li
, and
Y.
Yang
,
Adv. Mater.
21
,
1434
(
2009
).
9.
Y.
Zhu
,
X.
Xu
,
L.
Zhang
,
J.
Chen
, and
Y.
Cao
,
Sol. Energy Mater. Sol. Cells
97
,
83
(
2012
).
10.
T. B.
Yang
,
W. Z.
Cai
,
D. H.
Qin
,
E. G.
Wang
,
L. F.
Lan
,
X.
Gong
,
J. B.
Peng
, and
Y.
Cao
,
J. Phys. Chem. C
114
,
6849
(
2010
).
11.
S. K.
Hau
,
H.
Yip
,
N. S.
Baek
,
J.
Zou
,
K.
O'Malley
, and
A. K. Y.
Jen
,
Appl. Phys. Lett.
92
,
253301
(
2008
).
12.
S. K.
Hau
,
H.
Yip
,
H.
Ma
, and
A. K. Y.
Jen
,
Appl. Phys. Lett.
93
,
233304
(
2008
).
13.
X.
Bulliard
,
S.
Ihn
,
S.
Yun
,
Y.
Kim
,
D.
Choi
,
J.
Choi
,
M.
Kim
,
M.
Sim
,
J.
Park
,
W.
Choi
, and
K.
Cho
,
Adv. Funct. Mater.
20
,
4381
(
2010
).
14.
Z.
He
,
C.
Zhong
,
X.
Huang
,
W.
Wong
,
H.
Wu
,
L.
Chen
,
S.
Su
, and
Y.
Cao
,
Adv. Mater.
23
,
4636
(
2011
).
15.
Z. C.
He
,
C. M.
Zhong
,
S. J.
Su
,
M.
Xu
,
H. B.
Wu
, and
Y.
Cao
,
Nat. Photonics
6
,
591
(
2012
).
16.
H.
Wu
,
F.
Huang
,
Y.
Mo
,
W.
Yang
,
D.
Wang
,
J.
Peng
, and
Y.
Cao
,
Adv. Mater.
16
,
1826
(
2004
).
17.
Y.
Zhou
,
C.
Fuentes-Hernandez
,
J.
Shim
,
J.
Meyer
,
A. J.
Giordano
,
H.
Li
,
P.
Winget
,
T.
Papadopoulos
,
H.
Cheun
,
J.
Kim
,
M.
Fenoll
,
A.
Dindar
,
W.
Haske
,
E.
Najafabadi
,
T. M.
Khan
,
H.
Sojoudi
,
S.
Barlow
,
S.
Graham
,
J.
Bredas
,
S. R.
Marder
,
A.
Kahn
, and
B.
Kippelen
,
Science
336
,
327
(
2012
).
18.
H.
Kang
,
S.
Hong
,
J.
Lee
, and
K.
Lee
,
Adv. Mater.
24
,
3005
(
2012
).
19.
S.
Agarwal
,
Y.
Zhang
,
S.
Maji
, and
A.
Greiner
,
Mater. Today
15
,
388
(
2012
).
20.
E.
Mastrobattista
,
M. A. E. M.
Van der Aa
,
W. E.
Hennick
, and
D. J. A.
Crommelin
,
Nat. Rev. Drug Discovery
5
,
115
(
2006
).
21.
T.
Pintauer
and
K.
Matyjaszewski
,
Coord. Chem. Rev.
249
,
1155
(
2005
).
22.
E. A. J.
Meulenkamp
,
J. Phys. Chem. B
102
,
5566
(
1998
).
23.
M. A.
Ruderer
,
S.
Guo
,
R.
Meier
,
H.
Chiang
,
V.
Korstgens
,
J.
Wiedersich
,
J.
Perlich
,
S. V.
Roth
, and
P.
Muller-Buschbaum
,
Adv. Funct. Mater.
21
,
3382
(
2011
).
24.
N.
Koch
,
Phys. Status Solidi RRL
6
,
277
(
2012
).
25.
N. K.
Elumalai
,
M. Y.
Leung
,
V.
Chellappan
,
J.
Zhang
,
P.
Zhu
, and
S.
Ramakrishna
,
Phys Status Solidi A
209
,
1592
(
2012
).
26.
A.
Manor
,
E. A.
Katz
,
T.
Tromholt
, and
F. C.
Krebs
,
Adv. Energy Mater.
1
,
836
(
2011
).
27.
F.
Verbakel
,
S. C. J.
Meskers
, and
R. A. J.
Janssen
,
Appl. Phys. Lett.
89
,
102103
(
2006
).
28.
S.
Chen
,
C. E.
Small
,
C. M.
Amb
,
J.
Subbiah
,
T.
Lai
,
S.
Tsang
,
J. R.
Manders
,
J. R.
Reynolds
, and
F.
So
,
Adv. Energy Mater.
2
,
1333
(
2012
).
29.
P.
Dubruel
and
E.
Schacht
,
Macromol. Biosci.
6
,
789
(
2006
).
You do not currently have access to this content.