Photoelectrochemical properties of doubly β-functionalized porphyrin sensitizers for dye-sensitized nanocrystalline-TiO2 solar cells

Journal of Physical Chemistry C

Volumn 112, Issue 42, 2008, Pages 16691-16699

  Park, Jong Kang ^a   Lee, Hye Ryun ^a   Chen, Jinping ^b   Shinokubo, Hiroshi ^b   Osuka, Atsuhiro ^b   Kim, Dongho ^a  

^a Yonsei University   (South Korea)

^b KYOTO UNIVERSITY   (Japan)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ABSORPTION SPECTROSCOPY; ACIDS; CARBOXYLIC ACIDS; CONVERSION EFFICIENCY; ELECTRONIC STRUCTURE; NANOCRYSTALLINE ALLOYS; NANOCRYSTALLINE MATERIALS; NANOSTRUCTURED MATERIALS; ORGANIC ACIDS; PHOTOVOLTAIC CELLS; PORPHYRINS; SOLAR CELLS; SOLAR ENERGY; SOLAR EQUIPMENT; ZINC;

CARBOXYLIC ACID GROUPS; CHARGE RECOMBINATION PROCESSES; COMBINED EFFECTS; ELECTRON INJECTION EFFICIENCIES; FUNCTIONALIZED; MACROCYCLIC CORES; NANOCRYSTALLINE; OVERALL CONVERSION EFFICIENCIES; PHOTOELECTROCHEMICAL PROPERTIES; PHOTON TO CURRENT EFFICIENCIES; PHOTOVOLTAIC EFFICIENCIES; PHOTOVOLTAIC PERFORMANCES; PHOTOVOLTAIC PROPERTIES; PORPHYRIN DERIVATIVES; Q-BANDS; SEMICONDUCTOR LAYERS; SIDE CHAINS; SORET BANDS;

SOLAR POWER GENERATION;

EID: 55649119609     PISSN: 19327447     EISSN: 19327455     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp804258q     Document Type: Article

References (70)

1. (a) 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.
2. (b) O'Regan, B.; Grätzel, M. Nature 1991, 335, 737.
3. 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.
4. (a) Hagfeldt, A.; Grätzel, M. Acc. Chem. Res. 2000, 33, 269.
5. (b) Grätzel, M. Nature 2001, 414, 338.
6. (c) Grätzel, M. Inorg. Chem. 2005, 44, 6841.
7. (a) Hara, K.; Sato, T.; Katoh, R.; Furube, A.; Yoshihara, T.; Murai, M.; Kurashige, M.; Ito, S.; Arakawa, H. Adv. Funct. Mater. 2005, 15, 246.
8. (b) O'Regan, B.; Schwartz, D. T. J. Appl. Phys. 1996, 80, 4749.
9. (c) Ferrere, S.; Gregg, B. A. New J. Chem. 2002, 26, 1155.
10. (d) Wang, P.; Zakeeruddin, S. M.; Moser, J. E.; Nazeeruddin, M. K.; Sekiguchi, T.; Grätzel, M. Nat. Mater. 2003, 2, 402.
11. (a) Wasielewski, M. R. Chem. Rev. 1992, 92, 435.
12. (b) Gust, D.; Moore, T. A.; Moore, A. L. Acc. Chem. Res. 2001, 34, 40.
13. (c) Holten, D.; Bocian, D. F.; Lindsey, J. S. Acc. Chem. Res. 2002, 35, 57.
14. (d) Dabestani, R.; Bard, A. J.; Campion, A.; Fox, M. A.; Mallouk, T. E.; Webber, S. E.; White, J. M. J. Phys. Chem. 1988, 92, 1872.
15. (e) Breddels, P. A.; Blasse, G. Chem. Phys. Lett. 1981, 79, 209.
16. (f) Shimidzu, T.; lyoda, T.; Koide, Y.; Kanda, N. Nouv. J. Chim. 1983, 7, 21.
17. (g) Kamat, P. V.; Chauvet, J. P.; Fessenden, R. W. J. Phys. Chem. 1986, 90, 1389.
18. (h) Martin, R. E.; Diederich, F. Angew. Chem., Int. Ed. 1999, 38, 1350.
19. (i) Jasieniak, J.; Johnston, M.; Waclawik, E. R. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 12962.
20. (j) Himeshima, N.; Amao, Y. Biotechnol. Lett. 2002, 24, 1935.
21. (k) Amao, Y.; Yamada, Y. Langmuir 2005, 21, 3008.
22. Lammi, R. K.; Wagner, R. W.; Ambroise, A.; Diers, J. R.; Bocian, D. F.; Holten, D.; Lindsey, J. S. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 5341.
23. Liu, Z. M.; Yasseri, A. A.; Lindsey, J. S.; Bocian, D. F. Science 2003, 302, 1543.
24. Osuka, A.; Maruyama, K. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 4454.
25. Kadish, K. M.; Moninot, G.; Hu, Y.; Dubois, D.; Ibnlfassi, A.; Barbe, J. M.; Guilard, R. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 8153.
26. (a)-Kim, D.; Osuka, A. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 8791.
27. (b) Kim, D.; Osuka, A. Acc. Chem. Res. 2001, 34, 40.
28. (c) Yamada, H.; Imahori, H.; Nishimura, Y.; Yamazaki, I.; Ahn, T. K.; Kim, S. K.; Kim, D.; Fukuzumi, S. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 9129.
29. (d) Hasobe, T.; Saito, K.; Kamat, P. V.; Troiani, V.; Qiu, H.; Solladié, N.; Kim, K. S.; Park, J. K.; Kim, D.; D'Souza, F.; Fukuzumi, S. J. Mater. Chem. 2007, 17, 4160.
30. Campbell, W. M.; Burrell, A. K.; Officer, D. L.; Jolley, K. W. Coord. Chem. Rev. 2004, 248, 1363.
31. (a) Anderson, N. A.; Lian, T. Annu. Rev. Phys. Chem. 2005, 56, 941.
32. (b) Patthey, L.; Rensmo, H.; Persson, P.; Westermark, K.; Vayssieres, L.; Stashans, A.; Petersson, P.; Brohwiler, P. A.; Siegbahn, H.; Lunell, S.; Martensson, N. J. Chem. Phys. 1999, 110, 5913.
33. (c) Vittadini, A.; Selloni, A.; Rotzinger, F. P.; Grätzel, M. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 1300.
34. Eu, S.; Hayashi, S.; Umeyama, T.; Oguro, A.; Kawasaki, M.; Kadota, N.; Matano, Y.; Imahori, H. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 3528.
35. (a) Koehorst, R. B. M.; Boschloo, G. K.; Savenije, T. J.; Goossens, A.; Schaafsma, T. J. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 2371.
36. (b) Fungo, F.; Otero, L. A.; Sereno, L.; Silber, J. J.; Durantini, E. N. J. Mater. Chem. 2000, 10, 645.
37. (c) Odobel, F.; Blart, E.; Lagrée, M.; Villieras, M.; Boujtita, H.; Murr, N. E.; Caramori, S.; Bignozzi, C. A. J. Mater. Chem. 2003, 13, 502.
38. (d) Koehorst, R. B. M.; Boschloo, G. K.; Savenije, T. J.; Goossens, A.; Schaafsma, T. J. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 2371.
39. (e) Fungo, F.; Otero, L. A.; Sereno, L.; Silber, J. J.; Durantini, E. N. J. Mater. Chem. 2000, 10, 645.
40. (f) Cherian, S.; Wamser, C. C. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 3624.
41. (a) Kay, A.; Grätzel, M. J. Phys. Chem. 1993, 97, 6272.
42. (b) Nazeeruddin, M. K.; Humphry-Baker, R.; Officer, D. L.; Campbell, W. M.; Burrell, A. K.; Grätzel, M. Langmuir 2004, 20, 6514.
43. Wang, Q.; Campbell, W. M.; Bonfantani, E. E.; Jolley, K. W.; Officer, D. L.; Walsh, P. J.; Gordon, K.; Humphry-Baker, R.; Nazeeruddin, M. K.; Grätzel, M. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 15397.
44. Stromberg, J. R.; Marton, A.; Kee, H. L.; Kirmaier, C.; Diers, J. R.; Muthiah, C.; Taniguchi, M.; Lindsey, J. S.; Bocian, D. F.; Meyer, G. J.; Holten, D. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 15464.
45. Rochford, J.; Chu, D.; Hagfeldt, A.; Galoppini, E. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 4655.
46. Campbell, W. M.; Jolley, K. W.; Wagner, P.; Wagner, K.; Walsh, P. J.; Gordon, K. C.; Schmidt-Mende, L.; Nazeeruddin, M. K.; Wang, Q.; Grätzel, M.; Officer, D. L. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 11760.
47. Baba, H.; Chen, J.; Shinokubo, H.; Osuka, A. Chem. Eur. J. 2008, 14, 4256.
48. 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.; Bakken, V.; 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, rev C.02; Gaussian, Inc., Wallingford, CT, 2004.
49. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1992, 98, 1372.
50. Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B. 1988, 37, 785.
51. Cho, S.; Yoon, M.-C.; Kim, C. H.; Aratani, N.; Mori, G.; Joo, T.; Osuka, A.; Kim, D. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 14881.
52. Kuciauskus, D.; Monat, J. E.; Villahermosa, R.; Gray, H. B.; Lewis, N. S.; McCusker, J. K. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 9347.
53. Sauve, G.; Cass, M. E.; Coia, G.; Doig, S. J.; Lauermann, I.; Pomykal, K. E.; Lewis, N. S. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 6821.
54. Chen, C.-T.; Yeh, H.-C.; Zhang, X.; Yu, J. Org. Lett. 1999, 1, 1767.
55. Gouterman, M. In Porphyrins; Dolphin, D. Ed.; Academic Press: New York, 1978; Vol. III, pp 1-165.
56. Gouterman, M. J. Chem. Phys. 1959, 30, 1139.
57. Liu, G.; Jaegermann, W.; He, J.; Sundström, V.; Sun, L. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 5814.
58. (a) Imahori, H.; Liu, J.-C.; Hotta, H.; Kira, A.; Umeyama, T.; Matano, Y.; Li, G.; Ye, S.; Isosomppi, M.; Tkachenko, N. V.; Lemmetyinen, H. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 18465.
59. (b) Hasobe, T.; Kashiwagi, Y.; Absalom, M. A.; Sly, J.; Hosomizu, K.; Crossley, M. J.; Imahori, H.; Kamat, P. V.; Fukuzumi, S. Adv. Mater. 2004, 16, 975.
60. (c) Hasobe, T.; Imahori, H.; Kamat, P. V.; Fukuzumi, S. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 14962.
61. Aratani, N.; Osuka, A.; Cho, H. S.; Kim, D. J. Photochem. Photobiol., C 2002, 3, 25.
62. Martinson, A. B. F.; Hamann, T. W.; Pellin, M. J.; Hupp, J. T. Chem. Eur. J. 2008, 14, 4458.
63. (a) Luo, L.; Lo, C.-F.; Lin, C.-Y.; Chang, I.-J.; Diau, E. W.-G. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 410.
64. (b) Odobel, F.; Blart, E.; Lagree, M.; Villieras, M.; Boujtita, H.; ElMurr, N.; Caramori, S.; Bignozzi, C. A. J. Mater. Chem. 2003, 13, 502.
65. (c) Kalyanasundaram, K.; Grätzel, M. Coord. Chem. Rev. 1998, 177, 347.
66. Khazraji, A. C.; Hotchandani, S.; Das, S.; Kamat, P. V. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 4693.
67. (a) Hasobe, T.; Imahori, H.; Kamat, P. V.; Ahn, T. K.; Kim, S. K.; Kim, D.; Fujimoto, A.; Hirakawa, T.; Fukuzumi, S. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 1216.
68. (b) Kamat, P. V.; Barazzouk, S.; Thomas, K. G.; Hotchandani, S. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 4014.
69. (c) Sudeep, P. K.; Ipe, B. I.; Thomas, K. G.; George, M. V.; Barazzouk, S.; Hotchandani, S.; Kamat, P. V. Nano Lett. 2002, 2, 29.
70. (d) Kamat, P. V.; Barazzouk, S.; Hotchandani, S.; Thomas, K. G. Chem. Eur. J. 2000, 6, 3914.