Supramolecular photovoltaic cells based on composite molecular nanoclusters: Dendritic porphyrin and C 60, porphyrin dimer and C 60, and porphyrin-C 60 dyad

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 108, Issue 34, 2004, Pages 12865-12872

  Hasobe, Taku ^a,b   Kamat, Prashant V ^b   Absalom, Mark A ^c   Kashiwagi, Yukiyasu ^a   Sly, Joseph ^c   Crossley, Maxwell J ^c   Hosomizu, Kohei ^d,e   Imahori, Hiroshi ^d,e   Fukuzumi, Shunichi ^a  

^a OSAKA UNIVERSITY   (Japan)

^b UNIVERSITY OF NOTRE DAME   (United States)

^c UNIVERSITY OF SYDNEY   (Australia)

^d KYOTO UNIVERSITY   (Japan)

^e KYOTO UNIVERSITY   (Japan)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

LIGHT ENERGY; NANOCLUSTERS; NEAR-INFRARED REGIONS; TRANSPORT HOLES;

DENDRIMERS; DIMERS; ELECTROCHEMICAL ELECTRODES; FULLERENES; LIGHT EMISSION; MOLECULAR STRUCTURE; NANOSTRUCTURED MATERIALS; PORPHYRINS; SOLAR CELLS; SUPRAMOLECULAR CHEMISTRY; TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPY;

PHOTOVOLTAIC CELLS;

EID: 4444266614     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp048404r     Document Type: Article

References (83)

1. (a) Hagfeldt, A.; Grätzel, M. Acc. Chem. Res. 2000, 33, 269.
2. (b) Grätzel, M. Nature 2001, 414, 338.
3. (c) Bignozzi, C. A.; Argazzi, R.; Kleverlaan, C. J. Chem. Soc. Rev. 2000, 29, 87.
4. (a) Hagfeldt, A.; Grätzel, M. Chem. Rev. 1995, 95, 49.
5. (b) Bonhôte, P.; Moser, J.-E.; Humphry-Baker, R.; Vlachopoulos, N. ; Zakeeruddin, S. M.; Walder, L.; Grätzel, M. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 1324.
6. (c) Hagfeldt, A.; Grätzel, M. Acc. Chem. Res. 2000, 33, 269.
7. (a) O'Regan, B.; Grätzel, M. Nature 1991, 353, 737.
8. (b) Bach, U.; Lupo, D.; Comte, P.; Moser, J. E.; Weissörtel, F.; Salbeck, J.; Spreitzer, H.; Grätzel, M. Nature 1998, 395, 583.
9. Cinnsealach, R.; Boschloo, G.; Rao, S. N.; Fitzmaurice, D. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 1999, 55, 215.
10. Shah, A.; Torres, P.; Tscharner, R.; Wyrsch, N.; Keppner, H. Science 1999, 285, 692.
11. (a) Granström, M.; Petrisch, K.; Arias, A. C.; Lux, A.; Andersson, M. R.; Friend, R. H. Nature 1998, 395, 257.
12. (b) Halls, J. J. M.; Walsh, C. A.; Greenham, N. C.; Marseglia, E. A.; Friend, R. H.; Moratti, S. C.; Holmes, A. B. Nature 1995, 376, 498.
13. (a) Schmidt-Mende, L.; Fechtenkötter, A.; Müllen, K.; Moons, E.; Friend, R. H.; MacKenzie, J. D. Science 2001, 293, 1119.
14. (b) Huynh, W. U.; Dittmer, J. J.; Alivisatos, A. P. Science 2002, 295, 2425.
15. (a) Yu, G.; Gao, J.; Hummelen, J. C.; Wudl, F.; Heeger, A. J. Science 1995, 270, 1789.
16. (b) Shaheen, S. E.; Brabec, C. J.; Sariciftci, N. S.; Padinger, F.; Fromherz, T.; Hummelen, J. C. Appl. Phys. Lett. 2001, 78, 841.
17. (a) Padinger, F.; Rittberger, R. S.; Sariciftci, N. S. Adv. Funct. Mater. 2003, 13, 85.
18. (b) Wienk, M. M.; Kroon, J. M.; Verhees, W. J. H.; Knol, J.; Hummelen, J. C.; van Hai, P. A.; Janssen, R. A. J. Angew. Chem. Ind. Ed. 2003, 42, 3371.
19. (a) Fukuzumi, S.; Imahori, H. In Electron Transfer in Chemistry; Balzani, V., Ed.; Wiley-VCH: Weinheim, 2001; Vol. 2, pp 927-975.
20. (b) Fukuzumi, S.; Guldi, D. M. In Electron Transfer in Chemistry; Balzani, V., Ed.; Wiley-VCH: Weinheim, 2001; Vo. 2, pp 270-337.
21. Imahori, H. Org. Biomol. Chem. 2004, 2, 1425.
22. Guldi, D. M.; Kamat, P. V. In Fullerenes, Chemistry, Physics, and Technology; Kadish, K. M., Ruoff, R. S., Eds.; Wiley-Interscience: New York, 2000; pp 225-281.
23. (a) Imahori, H.; Tamaki, K.; Guldi, D. M.; Luo, C.; Fujitsuka, M.; Ito, O.; Sakata, Y.; Fukuzumi, S. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 2607.
24. (b) Imahori, H.; Guldi, D. M.; Tamaki, K.; Yoshida, Y.; Luo, C.; Sakata, Y.; Fukuzumi, S. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 6617.
25. (a) Imahori, H.; Hagiwara, K.; Akiyama, T.; Aoki, M.; Taniguchi, S.; Okada, T.; Shirakawa, M.; Sakata, Y. Chem. Phys. Lett. 1996, 263, 545.
26. (b) Tkachenko, N. V.; Guenther, C.; Imahori, H.; Tamaki, K.; Sakata, Y.; Fukuzumi, S.; Lemmetyinen, H. Chem. Phys. Lett. 2000, 526, 344.
27. (a) Imahori, H.; Tamaki, K.; Yamada, H.; Yamada, K.; Sakata, Y.; Nishimura, Y.; Yamazaki, I.; Fujitsuka, M.; Ito, O. Carbon 2000, 38, 1599.
28. (b) Vehmanen, V.; Tkachenko, N. V.; Imahori, H.; Fukuzumi, S.; Lemmetyinen, H. Spectrochim. Acta, Part A 2001, 57, 2229.
29. (a) Imahori, H.; Yamada, H.; Guldi, D. M.; Endo, Y.; Shimomura, A.; Kundu, S.; Yamada, K.; Okada, T.; Sakata, Y.; Fukuzumi, S. Angew. Chem., Int. Ed. 2002, 41, 2344.
30. (b) Imahori, H.; Tamaki, K.; Araki, Y.; Sekiguchi, Y.; Ito, O.; Sakata, Y.; Fukuzumi, S. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 5165.
31. Guldi, D. M.; Asmus, K.-D. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 5744.
32. (a) The Photosynthetic Reaction Center, Deisenhofer, J., Norris, J. R., Eds.; Academic Press: San Diego, 1993.
33. (b) Anoxygenic Photosynthetic Bacteria; Blankenship, R. E., Madigan, M. T., Bauer, C. E., Eds.; Kluwer Academic Publishing: Dordrecht, The Netherlands, 1995.
34. Harvey, P. D. In The Porphyrin Handbook; Kadish, K. M., Smith, K. M., Guilard, R., Eds.; Academic Press: San Diego, 2003; Vol. 18, pp 63-250.
35. (a) Wagner, R. W.; Lindsey, J. S. Pure Appl. Chem. 1996, 68, 1373-1380.
36. (b) Sazanovich, I. V.; Kirmaier, C.; Hindin, E.; Bocian, D. F.; Linsey, J. S.; Holten, D. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 2664.
37. (a) Fukuzumi, S. In The Porphyrin Handbook; Kadish, K. M., Smith, K. M., Guilard, R., Eds.; Academic Press: San Diego, 2000; Vol. 8, pp 115-152.
38. (b) Fukuzumi, S.; Endo, Y.; Imahori, H. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 10974.
39. (a) Gust, D.; Moore, T. A.; Moore, A. L. Acc. Chem. Res. 1993, 26, 198.
40. (b) Gust, D.; Moore, T. A.; Moore, A. L. Acc. Chem. Res. 2001, 34, 40.
41. (c) Gust, D.; Moore, T. A. In The Porphyrin Handbook; Kadish, K. M., Smith, K. M., Guilard, R., Eds.; Academic Press: San Diego, 2000; Vol. 8, pp 153-190.
42. (a) McDermott, G.; Prince, S. M.; Freer, A. A.; Hawthornthwaite-Lawless, A. M.; Papiz, M. Z.; Cogdell, R. J.; Isaacs, N. W. Nature 1995, 374, 517.
43. (b) Koepke, J.; Hu, X.; Muenke, C.; Schulten, K.; Michel, H. Structure 1996, 4, 581.
44. (a) Bar-Haim, A.; Klafter, J.; Kopelman, R. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 6197.
45. (b) Sadamoto, R.; Tomioka, N.; Aida, T. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 3978.
46. (c) Jiang, D.-L.; Aida, T. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 10895.
47. (d) Choi, M.-S.; Aida, T.; Yamazaki, T.; Yamazaki, I. Chem. Eur. J. 2002, 8, 2668.
48. (a) Shortreed, M. R.; Swallen, S. F.; Shi, Z.-Y.; Tan, W.; Xu, Z.; Devadoss, C.; Moore, J. S.; Kopelman, R. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 6318.
49. (b) Gilat, S. L.; Adronov, A.; Fréchet, J. M. J. Angew. Chem., Int. Ed. 1999, 38, 1422.
50. (c) Yeow, E. K. L.; Ghiggino, K. P.; Reek, J. N. H.; Crossley, M. J.; Bosman, A. W.; Schenning, A. P. H. J.; Meijer, E. W. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 2596.
51. Diederich, F.; Gömez-Löpez, M. Chem. Soc. Rev. 1999, 28, 263.
52. Boyd, P. D. W.; Hodgson, M. C.; Rickard, C. E. F.; Oliver, A. G.; Chaker, L.; Brothers, P. J.; Bolskar, R. D.; Tham, F. S.; Reed, C. A. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 10487.
53. (a) Sun, D.; Tham, F. S.; Reed, C. A.; Chaker, L.; Burgess, M.; Boyd, P. D. W. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 10704.
54. (b) Sun, D.; Tham, F. S.; Reed, C. A.; Chaker, L.; Boyd, P. D. W. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 6604.
55. (c) Sun, D.; Tham, F. S.; Reed, C. A.; Boyd, P. D. W. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 5088.
56. (a) Olmstead, M. M.; Costa, D. A.; Maitra, K.; Noll, B. C.; Phillips, S. L.; Van Calcar, P. M.; Balch, A. L. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 7090.
57. (b) Olmstead, M. M.; de Bettencourt-Dias, A.; Duchamp, J. C.; Stevenson, S.; Marciu, D.; Dorn, H. C.; Balch, A. L. Angew. Chem., Int. Ed. 2001, 40, 1223.
58. (a) Tashiro, K.; Aida, T.; Zheng, J.-Y.; Kinbara, K.; Saigo, K.; Sakamoto, S.; Yamaguchi, K. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 9477.
59. (b) Zheng, J.-Y.; Tashiro, K.; Hirabayashi, Y.; Kinbara, K.; Saigo, K.; Aida, T.; Sakamoto, S.; Yamaguchi, K. Angew. Chem., Int. Ed. 2001, 40, 1857.
60. Guldi, D. M.; Luo, C.; Prato, M.; Troisi, A.; Zerbetto, F.; Scheloske, M.; Dietel, E.; Bauer, W.; Hirsch, A. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 9166.
61. Imahori, H.; Hagiwara, K.; Aoki, M.; Akiyama, T.; Taniguchi, S.; Okada, T.; Shirakawa, M.; Sakata, Y. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 11771.
62. Wang, Y.-B.; Lin, Z. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 6072.
63. (a) Fukuzumi, S. Pure Appl. Chem. 2003, 75, 577.
64. (b) Imahori, H.; Mon, Y.; Matano, Y. J. Photochem. Photobiol. C 2003, 4, 51.
65. Hasobe, T.; Imahori, H.; Fukuzumi, S.; Kamat, P. V. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 12105.
66. (a) Imahori, H.; Yamada, K.; Yoshizawa, E.; Hagiwara, K.; Okada, T.; Sakata, Y. J. Porphyrins Phthalocyanines 1997, 1, 55.
67. (b) Imahori, H.; Tamaki, K.; Guldi, D. M.; Luo, C.; Fujitsuka, M.; Ito, O.; Sakata, Y.; Fukuzumi, S. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 2607.
68. Tkachenko, N. V.; Lemmetyinen, H.; Sonoda, J.; Ohkubo, K.; Sato, T.; Imahori, H.; Fukuzumi, S. J. Phys. Chem. A. 2003, 107, 8834.
69. Bedja, I.; Hotchandani, S.; Kamat, P. V. J. Phys. Chem. 1994, 98, 4133.
70. (a) Kamat, P. V.; Barazzouk, S.; Thomas, K. G.; Hotchandani, S. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 4014
71. (b) Kamat, P. V.; Barazzouk, S.; Hotchandani, S.; Thomas, K. G. Chem. Eur. J. 2000, 6, 3914.
72. Hasobe, T.; Imahori, H.; Fukuzumi, S.; Kamat, P. V. J. Mater. Chem. 2003, 13, 2515.
73. (a) Bell, T. D. M.; Ghiggino, K. P.; Jolliffe, K. A.; Ranasinghe, M. G.; Langford, S. J.; Shephard, M. J.; Paddon-Row: M. N. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 10079.
74. (b) Vlassiouk, I.; Smirnov, S.; Kutzki, O.; Wedel, M.; Montforts, F.-P. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 8657.
75. (c) Konarev, D. V.; Kovalevsky, A. Yu.; Li, X.; Neretin, I. S.; Litvinov, A. L.; Drichko, N. V.; Slovokhotov, Y. L.; Coppens, P.; Lyubovskaya, R. N. Inorg. Chem. 2002, 41, 3638.
76. (a) Tkachenko, N. V.; Rantala, L.; Tauber, A. Y.; Helaja, J.; Hynninen, P. H.; Lemmetyinen, H. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 9378.
77. (b) Kesti, T. J.; Tkachenko, N. V.; Vehmanen, V.; Yamada, H.; Imahori, H.; Fukuzumi, S.; Lemmetyinen, H. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 8067.
78. (a) Imahori, H.; Sakata, Y. Adv. Mater. 1997, 9, 537.
79. (b) Imahori, H. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 6130.
80. Guldi, D. M.; Prato, M. Acc. Chem. Res. 2000, 33, 695.
81. Guldi, D. M. Chem. Commun. 2000, 321.
82. (a) Fukuzumi, S.; Hasobe, T.; Endo, Y.; Kei Ohkubo, K.; Imahori, H. J. Porphyrins Phthalocyanines 2003, 7, 328.
83. (b) Fukuzumi, S.; Nakanishi, I.; Suenobu, T.; Kadish, K. M. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 3468.