Abstract Highly conductive poly(3,4‐ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate) (PEDOT:PSS) films as stand‐alone electrodes for organic solar cells have been optimized using a solvent post‐treatment method. The treated PEDOT:PSS films show enhanced conductivities up to 1418 S cm −1 , accompanied by structural and chemical changes. The effect of the solvent treatment on PEDOT:PSS has been investigated in detail and is shown to cause a reduction of insulating PSS in the conductive polymer layer. Using these optimized electrodes, ITO‐free, small molecule organic solar cells with a zinc phthalocyanine (ZnPc):fullerene C 60 bulk heterojunction have been produced on glass and PET substrates. The system was further improved by pre‐heating the PEDOT:PSS electrodes, which enhanced the power conversion efficiency to the values obtained for solar cells on ITO electrodes. The results show that optimized PEDOT:PSS with solvent and thermal post‐treatment can be a very promising electrode material for highly efficient flexible ITO‐free organic solar cells.

Organic light‐emitting diodes (OLEDs) have attracted much attention in research and industry thanks to their capability to emit light with high efficiency and to deliver high‐quality white light that provides good color rendering. OLEDs feature homogeneous large area emission and can be produced on flexible substrates. In terms of efficiency, OLEDs can compete with highly efficient conventional light sources but their efficiency typically decreases at high brightness levels, an effect known as efficiency roll‐off. In recent years, much effort has been undertaken to understand the underlying processes and to develop methods that improve the high‐brightness performance of OLEDs. In this review, we summarize the current knowledge and provide a detailed description of the relevant principles, both for phosphorescent and fluorescent emitter molecules. In particular, we focus on exciton‐quenching mechanisms, such as triplet–triplet annihilation, quenching by polarons, or field‐induced quenching, but also discuss mechanisms such as changes in charge carrier balance. We further review methods that may reduce the roll‐off and thus enable OLEDs to be used in high‐brightness applications.

We investigate quenching processes which contribute to the roll-off in quantum efficiency of phosphorescent organic light-emitting diodes (OLED's) at high brightness: triplet-triplet annihilation, energy transfer to charged molecules (polarons), and dissociation of excitons into free charge carriers. The investigated OLED's comprise a host-guest system as emission layer within a state-of-the-art OLED structure---i.e., a five-layer device including doped transport and thin charge carrier and exciton blocking layers. In a red phosphorescent device, $N,{N}^{\ensuremath{'}}$-di(naphthalen-2-yl)- $N,{N}^{\ensuremath{'}}$-diphenyl-benzidine is used as matrix and tris(1-phenylisoquinoline) iridium $[\mathrm{Ir}(\mathrm{piq}{)}_{3}]$ as emitter molecule. This structure is compared to a green phosphorescent OLED with a host-guest system comprising the matrix 4,${4}^{\ensuremath{'}}$,${4}^{\ensuremath{''}}$-tris ($N$-carbazolyl)-triphenylamine and the well-known triplet emitter fac-tris(2-phenylpyridine) iridium $[\mathrm{Ir}(\mathrm{ppy}{)}_{3}]$. The triplet-triplet annihilation is characterized by the rate constant ${k}_{TT}$ which is determined by time-resolved photoluminescence experiments. To investigate triplet-polaron quenching, unipolar devices were prepared. A certain exciton density, created by continuous-wave illumination, is analyzed as a function of current density flowing through the device. This delivers the corresponding rate constant ${k}_{P}$. Field-induced quenching is not observed under typical OLED operation conditions. The experimental data are implemented in an analytical model taking in account both triplet-triplet annihilation and triplet-polaron quenching. It shows that both processes strongly influence the OLED performance. Compared to the red $\mathrm{Ir}(\mathrm{piq}{)}_{3}$ OLED, the green $\mathrm{Ir}(\mathrm{ppy}{)}_{3}$ device shows a stronger efficiency roll-off which is mainly due to a longer phosphorescent lifetime $\ensuremath{\tau}$ and a thinner exciton formation zone $w$.

We directly detect the coherent electromagnetic radiation originating from Bloch oscillations of charge carriers in an electrically biased semiconductor superlattice structure. The oscillation frequency can be tuned with the applied bias field from 0.5 THz to more than 2 THz, the detection limit of our measurement system.

White organic light-emitting diodes (OLEDs) are ultrathin, large-area light sources made from organic semiconductor materials. Over the past decades, much research has been spent on finding suitable materials to realize highly efficient monochrome and white OLEDs. With their high efficiency, color tunability, and color quality, white OLEDs are emerging as one of the next-generation light sources. In this review, the physics of a variety of device concepts that have been introduced to realize white OLEDs based on both polymer and small-molecule organic materials are discussed. Owing to the fact that about 80% of the internally generated photons are trapped within the thin-film layer structure, a second focus is put on reviewing promising concepts for improved light outcoupling.

We report the study of optical dephazing of Wannier-Stark ladder excitations in a semiconductor superlattice by means of transient degenerate four-wave mixing. We observe pronounced modulations of the signal with a time period varying linearly with the electric field. The time period is found to equal the temporal periodicity of Bloch oscillations, in agreement with theory. In addition, we find that the dephazing time decreases with increasing localization of the Wannier-Stark states, which is attributed to carrier escape out of the lowest miniband.

Abstract The understanding and applications of organic semiconductors have shown remarkable progress in recent years. This material class has been developed from being a lab curiosity to the basis of first successful products as small organic LED (OLED) displays; other areas of application such as OLED lighting and organic photovoltaics are on the verge of broad commercialization. Organic semiconductors are superior to inorganic ones for low‐cost and large‐area optoelectronics due to their flexibility, easy deposition, and broad variety, making tailor‐made materials possible. However, electrical doping of organic semiconductors, i.e. the controlled adjustment of Fermi level that has been extremely important to the success of inorganic semiconductors, is still in its infancy. This review will discuss recent work on both fundamental principles and applications of doping, focused primarily to doping of evaporated organic layers with molecular dopants. Recently, both p‐ and n‐type molecular dopants have been developed that lead to efficient and stable doping of organic thin films. Due to doping, the conductivity of the doped layers increases several orders of magnitude and allows for quasi‐Ohmic contacts between organic layers and metal electrodes. Besides reducing voltage losses, doping thus also gives design freedom in terms of transport layer thickness and electrode choice. The use of doping in applications like OLEDs and organic solar cells is highlighted in this review. Overall, controlled molecular doping can be considered as key enabling technology for many different organic device types that can lead to significant improvements in efficiencies and lifetimes.

We show that doping of the transport layers can strikingly improve the properties of organic light emitting diodes (OLEDs). The electroluminescence onset voltage of diodes containing an vanadyl–phthalocyanine (VOPc) hole transport layer intentionally doped with tetrafluorotetracyano-quinodimethan (F4-TCNQ) is reduced by up to an order of magnitude compared to OLED with undoped VOPc. The improved properties of our devices can be explained by the improved conductivity and better injection for a doped transport layer.

Abstract White organic light‐emitting diodes (OLEDs) are highly efficient large‐area light sources that may play an important role in solving the global energy crisis, while also opening novel design possibilities in general lighting applications. Usually, highly efficient white OLEDs are designed by combining three phosphorescent emitters for the colors blue, green, and red. However, this procedure is not ideal as it is difficult to find sufficiently stable blue phosphorescent emitters. Here, a novel approach to meet the demanding power efficiency and device stability requirements is discussed: a triplet harvesting concept for hybrid white OLED, which combines a blue fluorophor with red and green phosphors and is capable of reaching an internal quantum efficiency of 100% if a suitable blue emitter with high‐lying triplet transition is used is introduced. Additionally, this concept paves the way towards an extremely simple white OLED design, using only a single emitter layer.