Photoinduced electron transfer in dye-sensitized solar cells: Modified Sakata - Hashimoto - Hiramoto model (MSHH)

Journal of Physical Chemistry C

Volumn 111, Issue 43, 2007, Pages 15889-15902

  Kitao, Osamu ^a  

^a NATIONAL INSTITUTE OF ADVANCED INDUSTRIAL SCIENCE AND TECHNOLOGY AIST   (Japan)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CONDUCTION BANDS; ELECTRON TRANSITIONS; ELECTRON TRAPS; PHASE SPACE METHODS; PHOTOELECTRON SPECTROSCOPY; SYNCHROTRON RADIATION;

DYE-SENSITIZED SOLAR CELLS; EFFICIENCY PLOT; PHOTOTO-CURRENT CONVERSION;

SOLAR CELLS;

EID: 36049037256     PISSN: 19327447     EISSN: 19327455     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp073645v     Document Type: Article

References (95)

1. Gerischer, H.; Tributsch, H. Ber. Bunsenges. Phys. Chem. 1968, 72 437-445.
2. Hauffe, K.; Range, J. Z Naturforsh. 1968, 23b, 736-738.
3. Watanabe, T.; Fujishima, A.; Honda, K. Ber. Bunsen-Ges. 1975, 79, 1213-1217.
4. Tsubomura, H.; Matsumura, M.; Nomura, Y.; Amamiya, T. Nature 1976, 267, 402-403.
5. Osa, T.; Fujihira, M. Nature 1976, 264, 349-350.
6. Yonezawa, Y.; Inaba, H.; Hada, H. Ber. Bunsen-Ges. 1981, 85, 421-425.
7. Sakata, T.; Hashimoto, K.; Hiramoto, M. J. Phys. Chem. 1990, 94, 3040-3045.
8. O'Regan, B.; Grätzel, M. Nature 1991, 353, 737-740.
9. Nazeeruddin, M. K.; Kay, A.; Rodicio, I.; Humphry-Baker, R.; Müller, E.; Liska, P.; Vlachopoulos, N.; Grätzel, M. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 6382-6390.
10. Nazeeruddin, M. K.; Péchy, P.; Grätzel, M. Chem. Commun. 1997, 1705-1706.
11. Nazeeruddin, M. K.; Müller, E. ; Humphry-Baker, R.; Vlachopoulos, N.; Grätzel, M. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1997, 4571-4578.
12. Ruile, S.; Kohle, O.; Péchy, P.; Grätzel, M. Inorg. Chim. Acta 1997, 267, 129-140.
13. Sayama, K.; Sugihara, H.; Arakawa, H. Chem. Mater. 1998, 10, 3825-3832.
14. Ruile, S.; Kohle, O.; Pettersson, H.; Grätzel, M. New J. Chem. 1998, 22, 25-31.
15. Argazzi, R.; Bignozzi, C. A.; Hasselmann, G. M.; Meyer, G. J. Inorg. Chem. 1998, 37, 4533-4537.
16. Nazeeruddin, M. K.; Zakeeruddin, S. M.; Humphry-Baker, R.; Jirousek, M.; Liska, P.; Vlachopoulos, N.; Shklover, V.; Fischer, Christian-H.; Grätzel, M. Inorg. Chem. 1999, 38, 6298-6305.
17. Yanagida, M.; Singh, L. P.; Sayama, K.; Hara, K.; Katoh, R.; Islam, A.; Sugihara, H.; Arakawa, H.; Nazeeruddin, M. K.; Grätzel, M. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 2000, 2817-2822.
18. Nazeeruddin, M. K.; Péchy, P.; Renouard, T.; Zakeeruddin, S. M.; Humphry-Baker, R.; Comte, P.; Liska, P.; Cevey, L.; Costa, E.; Shklover, V.; Spiccia, L.; Deacon, G. B.; Bignozzi, C. A.; Grätzel, M. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 1613-1624.
19. Islam, A.; Sugihara, H.; Yanagida, M.; Hara, K.; Fujihashi, G.; Tachibana, Y.; Katoh, R.; Murata, S.; Arakawa, H. New J. Chem. 2002, 26, 966-968.
20. Yanagida, M.; Yamaguchi, T.; Kurashige, M.; Hara, K.; Katoh, R.; Sugihara, H.; Arakawa, H. Inorg. Chem. 2003, 42, 7921-7931.
21. Yamaguchi, T.; Yanagida, M.; Katoh, R.; Sugihara, H.; Arakawa, H. Chem. Lett. 2004, 33, 986-987.
22. Wang, P.; Humphry-Baker, R.; Moser, J. E.; Zakeeruddin, S. M.; Grätzel, M. Chem. Mater. 2004, 16, 3246-3251.
23. Klein, C.; Nazeeruddin, M. K.; Di Censo, D.; Liska, P.; Grätzel, M. Inorg. Chem. 2004, 43, 216-4226.
24. Islam, A.; Chowdhury, F. A.; Chiba, Y.; Komiya, R.; Fuke, N.; Ikeda, N.; Nozaki, K.; Han, L. Chem. Mater. 2006, 18, 5178-5185.
25. Onozawa-Komatsuzaki, N.; Kitao, O.; Yanagida, M.; Himeda, Y.; Kasuga, K.; Sugihara, H. New J. Chem. 2006, 30, 689-697.
26. Adachi, M.; Nakasa, A.; Usami, H.; Suzuki, E.; Hirata, A.; Taniguchi, Y. Jpn. J. Appl. Phys. 2006, 45, 584-587.
27. Yanagida, M.; Miyamoto, K.; Sayama, K.; Kasuga, K.; Kurashige, M.; Abe, Y.; Sugihara, H. J. Phys. Chem. C. 2007, 111, 201-209.
28. Schwanitz, K.; Weiler, U.; Hunger, R.; Mayer, T.; Jaegermann, W. J. Phys. Chem. C. 2007, 111, 849-854.
29. Dittrich, T.; Neumann, B.; Tributsch, H. J. Phys. Chem. C. 2007, 111, 2265-2269.
30. Miyasaka, T.; Kijitori, Y.; Ikegami, M. Electrochemistry 2007, 75, 2-12.
31. Monat, J. E.; Rodriguez, J. H.; McCusker, J. K. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 7399-7406.
32. Fantacci, S.; De Angelis, F.; Selloni, A. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 4381-4387.
33. Aiga, F.; Tada, T. J. Mol. Struct. 2003, 658, 25-32.
34. De Angelis, F.; Fantacci, S.; Selloni, A. Chem. Phys. Lett. 2004, 389, 204-208.
35. Persson, P.; Lindquist, M. J. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 11918-111924.
36. De Angelis, F.; Fantacci, S.; Selloni, A.; Nazeeruddin, M. K. Chem. Phys. Lett. 2005, 415, 115-120.
37. Nazeeruddin, M. K.; De Angelis, F.; Fantacci, S.; Selloni, A.; Viscardi, G.; Liska, P.; Ito, S.; Takeru, B.; Grätzel, M. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 16835-16847.
38. Lindquist, M. J.; Nilsing, M.; Lunell, S.; Akermark, B.; Persson, P. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 20153-20525.
39. Barolo, C.; Nazeeruddin, M. K.; Fantacci, S.; Di Censo, D.; Comte, P.; Liska, P.; Viscardi, G.; Quagliotto, P.; De Angelis, F.; Ito, S.; Grätzel, M. Inorg. Chem. 2006, 45, 4642-4653.
40. Ghosh, S.; Chaitanya, G. K.; Bhanuprakash, K.; Nazeeruddin, M. K.; Grätzel, M.; Reddy, P. Y. Inorg. Chem. 2006, 45, 7600-7611.
41. Kitao, O.; Sugihara, H. Inorg. Chim. Acta[Online early acess] DOI: 10.1016/j.ica.2007.05.051. Published online: June 7, 2007.
42. Sze, S. M. Semiconductor Devices, Physics and Technology, 2nd ed.; John Wiley & Sons, Inc.: New York, 1985.
43. Tani, T.; Kikuchi, S.; Honda, K. Photogr. Sci. Eng. 1968, 12, 8089.
44. Tani, T.; Kukuchi, S. Nature 1968, 218, 673-674.
45. Beck, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648-5652.
46. Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785-789.
47. Binkley, J. S.; Pople, J. A.; Hehre, W. J. J. Am. Chem. Soc. 1980, 102, 939-947.
48. Dobbs, K. D.; Hehre, W. J. J. Comput. Chem. 1986, 7, 359-378.
49. Godbout, N.; Salahub, D. R.; Andezelm, J.; Wimmer, E. Can. J. Chem. 1992, 70, 560-571.
50. Barone, V.; Cossi, M. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 1995-2001.
51. Cossi, M.; Barone, V. J. Chem. Phys. 2001, 115, 4708-4717.
52. Cossi, M.; Riga, N.; Scalmani, G.; Barone, V. J. Comput. Chem. 2003, 24, 669-681.
53. Stratmann, R. E.; Scuseria, G. E.; Frisch, M. J. J. Chem. Phys. 1998, 109, 8218-8224.
54. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Montgomery, J. A., Jr.; Vreven, T.; Kudin, K. N.; Burant, J. C.; Millam, J. M.; Iyengar, S. S.; Tomasi, J.; Barone, V.; Mennucci, B.; Cossi, M.; Scalmani, G.; Rega, N.; Petersson, G. A.; Nakatsuji, H.; Hada, M.; Ehara, M.; Toyota, K.; Fukuda, R.; Hasegawa, J.; Ishida, M.; Nakajima, T.; Honda, Y.; Kitao, O.; Nakai, H.; Klene, M.; Li, X.; Knox, J. E.; Hratchian, H. P.; Cross, J. B.; Adamo, C.; Jaramillo, J.; Gomperts, R.; Stratmann, R. E.; Yazyev, O.; Austin, A. J.; Cammi, R.; Pomelli, C.; Ochterski, J. W.; Ayala, P. Y.; Morokuma, K.; Voth, G. A.; Salvador, P.; Dannenberg, J. J.; Zakrzewski, V. G.; Dapprich, S.; Daniels, A. D.; Strain, M. C.; Farkas, O.; Malick, D. K.; Rabuck, A. D.; Raghavachari, K.; Foresman, J. B.; Ortiz, J. V.; Cui, Q.; Baboul, A. G.; Clifford, S.; Cioslowski, J.; Stefanov, B. B.; Liu, G.; Liashenko, A.; Piskorz, P.; Komaromi, I.; Martin, R. L.; Fox, D. J.; Keith, T.; Al-Laham, M. A.; Peng, C. Y.; Nanayakkara, A.; Challacombe, M.; Gill, P. M. W.; Johnson, B.; Chen, W.; Wong, M. W.; Gonzalez, C.; Pople, J. A. Gaussian 03, revision A.1; Gaussian, Inc.: Pittsburgh, PA, 2003.
55. Kavan, L.; Grätzel, M.; Gilbert, S. E.; Klemenz, C.; Scheel, H. J. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 67116-6723.
56. Nasu, K. Private communication.
57. Kubo, R.; Toyozawa, Y. Prog. Theor. Phys. 1955, 13, 160-182.
58. Marcus, R. A. J. Chem. Phys. 1956, 24, 966-978.
59. Tachiya, M. J. Chem. Phys. 1977, 66, 2282-2284.
60. Tachiya, M. Radiat. Phys. Chem. 1981, 17, 447-456.
61. Marcus, R. A.; Sutin, N. Biochim. Biophys. Acta 1985, 811, 265322.
62. Tachiya, M. J. Phys. Chem. 1993, 97, 5911-5916.
63. Miller, R. J. D.; McLendon, G. L.; Nozik, A. J.; Schmickler W.; Willig, F. Surface Electron Transfer Processes; VCH Publishers: New York, 1995.
64. Sumi, H. Electron Transfer-From Isolated Molecules to Biomolecules, Part One; Jortner, J., Bixon, M., Eds.; Advances in Chemical Physics, Vol. 107; John Wiley & Sons: New York, 1999; pp 601-646.
65. Kuzetsov, A. M.; Ulstrup, J. Electron Transfer in Chemistry and Biology: An Introduction to the Theory; John Wiley & Sons, Inc.: New York, 1999.
66. Sumi, H. Electron Transfer in Chemistry, 1. Principles and Theories Methods and Techniques; Balzani, V., Ed., Wiley-VCH: New York, 2001; Chapter 2.
67. Barzykin, A. V.; Tachiya, M. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 4356-4363.
68. Kawatsu, T.; Kakitani, T.; Yamato, T. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 5068-5074.
69. Kawatsu, T.; Kakitani, T.; Yamato, T. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 113560-11366.
70. Kakitani, T.; Kawatsu, T.; Kimura, T.; Yamada, A.; Yamato, T.; Yamamoto, S. J. Biol. Phys. 2002, 28, 367-381.
71. Nishioka, H.; Kimura, A.; Yamato, T.; Kawatsu, T.; Kakitani, T. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 1978-1987.
72. Sebastian, K. L.; Tachiya, M. J. Chem. Phys. 2006, 124, 064713-(10).
73. Durrant, J. R.; Hque, S. A.; Palomares, E. Chem. Commun. 2006, 3279-3289.
74. Usami, A. Jpn. J. Appl. Phys., Part 2 1997, 36, L886-L888.
75. Usami, A. Chem. Phys. Lett. 1998, 292, 223-228.
76. Ferber, J.; Stangl, R.; Luther, J. Sol. Energy Mater. Sol. Cells. 1998, 53, 29-54.
77. Stangl, R.; Ferber, J.; Luther, J. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 1998, 54, 255-264.
78. Usami, A.; Ozaki, H. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 4577-4583.
79. Ferber, J.; Luther, J. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 4895-4903.
80. Tanaka, S. Jpn. J. Appl. Phys. 2001, 40, 97-107.
81. Lee, J.; Coia, G. M.; Lewis, N. S. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 5269-5281.
82. Lee, J.; Coia, G. M.; Lewis, N. S. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 5282-5293.
83. Oda, T.; Tanaka, S.; Hayase, S. Jpn. J. Appl. Phys., Part 1 2006, 45, 2780-2787.
84. Katoh, R.; Furube, A.; Hara, K.; Murata, S.; Sugihara, H.; Arakawa, H.; Tachiya, M. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 12957-12964.
85. Katoh, R.; Furube, A.; Yoshihara, T.; Hara, K.; Fujihashi, G.; Takano, S.; Murata, S.; Arakawa, H.; Tachiya, M. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 4818-4822.
86. Katoh, R.; Furube, A.; Berzykin, A. V.; Arakawa, H.; Tachiya, M. Coord. Chem. Rev. 2004, 284, 1195-1213.
87. Cave, R. J.; Newton, M. Chem. Phys. Lett. 1996, 249, 15-19.
88. Cave, R. J.; Newton, M. J. Chem. Phys. 1997, 106, 9213-9226.
89. Horiuchi, T.; Miura, H.; Uchida, S. Chem. Commun. 2003, 3036-3037.
90. Horiuchi, T.; Miura, H.; Uchida, S. J. Photochem. Photobiol, A 2004, 164, 29-32.
91. Horiuchi, T.; Miura, H.; Sumioka, K.; Uchida, S. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 12218-12219.
92. Schmidt-Mende, L.; Bach, U.; Humphry-Baker, R.; Horiuchi, T.; Miura, H.; Ito, S.; Uchida, S.; Grätzel, M. Adv. Mater. 2005, 17, 813-815.
93. Gauss View 3.0; Gaussian, Inc.: Pittsburgh, PA, 2003.
94. Kestner, N. R.; Logan, J.; Jortner, J. J. Phys. Chem. 1974, 18, 2148-2166.
95. Ziman, J. M. Principle of the Theory of Solids; Cambridge University Press: London, U.K., 1965.