Dye-sensitized solar cells with a high absorptivity ruthenium sensitizer featuring a 2-(hexylthio)thiophene conjugated bipyridine

Journal of Physical Chemistry C

Volumn 113, Issue 15, 2009, Pages 6290-6297

  Cao, Yiming ^a,b   Bai, Yu ^a,b   Yu, Qingjiang ^a   Cheng, Yueming ^a   Liu, Shi ^a   Shi, Dong ^a   Gao, Feifei ^a   Wang, Peng ^a  

^a CHANGCHUN INSTITUTE OF APPLIED CHEMISTRY   (China)

^b UNIVERSITY OF CHINESE ACADEMY OF SCIENCES   (China)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ABSORPTION LENGTHS; ABSORPTIVITY; AIR MASS; BIPYRIDINE; CHARGE-TRANSFER BANDS; DYE-SENSITIZED SOLAR CELLS; ELECTRICAL IMPEDANCES; GLOBAL CONDITIONS; HETEROLEPTIC; LIGHT-HARVESTING; MESOPOROUS TITANIA; MOLAR EXTINCTION COEFFICIENTS; OVERALL POWER CONVERSION EFFICIENCIES; PHOTOACTIVE LAYERS; PHOTOVOLTAGE; RUTHENIUM SENSITIZERS; TEMPERATURE DEPENDENTS;

CONVERSION EFFICIENCY; ELECTRIC NETWORK ANALYSIS; ORGANIC POLYMERS; RUTHENIUM; SOLAR CELLS; THIOPHENE; TITANIUM DIOXIDE; TITANIUM OXIDES;

SOLAR ENERGY;

EID: 65249130669     PISSN: 19327447     EISSN: 19327455     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp9006872     Document Type: Article

References (73)

1. (a) Ferrere, S.; Gregg, B. A. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 843.
2. (b) Sauvé, G.; Cass, M. E.; Doig, S. J.; Lauermann, I.; Pomykal, K.; Lewis, N. S. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 3488.
3. (c) Asbury, J. B.; Hao, E.; Wang, Y.; Lian, T. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 11957.
4. (d) Kubo, W.; Kitamura, T.; Hanabusa, K.; Wada, Y.; Yanagida, S. Chem. Commun. 2002, 374.
5. (e) Paulsson, H.; Hagfeldt, A.; Kloo, L. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 13665.
6. (f) Hara, K.; Kurashige, M.; Dan-oh, Y.; Kasada, C.; Shinpo, A.; Suga, S.; Sayama, K.; Arakawa, H. New J. Chem. 2003, 27, 783.
7. (g) Horiuchi, T.; Miura, H.; Sumioka, K.; Uchida, S. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 12218.
8. (h) Geary, E. A. M.; Yellowlees, L. J.; Jack, L. A.; Oswald, L. D. H.; Parsons, S.; Hirata, N.; Durrant, J. R.; Robertson, N. Inorg. Chem. 2005, 44, 242.
9. (i) Kato, T.; Okazaki, A.; Hayase, S. Chem. Commun. 2005, 363.
10. (j) Martinson, A. B. F.; Elam, J. W.; Hupp, J. T.; Pellin, M. J. Nano Lett. 2007, 7, 2183.
11. (k) Altobello, S.; Argazzi, R.; Caramori, S.; Contado, C.; Da Fré, S.; Rubino, P.; Choné, C.; Larramona, G.; Bignozzi, C. A. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 15342.
12. (l) Shi, D.; Pootrakulchote, N.; Li, R.; Guo, J.; Wang, Y.; Zakeeruddin, S. M.; Grätzel, M.; Wang, P. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 17046.
13. (m) Bai, Y.; Cao, Y.; Zhang, J.; Wang, M.; Li, R.; Wang, P.; Zakeeruddin, S. M.; Grätzel, M. Nat. Mater. 2008, 7, 626.
14. (n) Yen, Y.-S.; Hsu, Y.-C.; Lin, J. T.; Chang, C.-W.; Hsu, C.-P.; Yin, D.-J. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 12557.
15. (o) O'Regan, B. C.; López-Duarte, I.; Martinez- Diaz, M. V.; Forneli, A.; Albero, J.; Morandeira, A.; Palomares, E.; Torres, T.; Durrant, J. R. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 2906.
16. (p) Larisa, A. O.; Zaban, A. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 2779.
17. (q) Mihi, A.; Calvo, M. E.; Anta, J. A.; Míguez, H. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 13.
18. (r) Staniszewski, A.; Heuer, W. B.; Meyer, G. J. Inorg. Chem. 2008, 47, 7062. (2) O'Regan, B.; Grätzel, M. Nature (London) 1991, 353, 737.
19. (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.
20. (b) 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.
21. (a) 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.; Beacon, G. B.; Bignozzi, C. A.; Grätzel, M. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 1613.
22. (b) Chiba, Y.; Islam, A.; Watanabe, Y.; Komiya, R.; Koide, N.; Han, L. Jpn. J. Appl. Phys., Part 2 2006, 45, L638.
23. (a) Gao, F.; Wang, Y.; Shi, D.; Zhang, J.; Wang, M.; Jing, X.; Humphry-Baker, R.; Wang, P.; Zakeeruddin, S. M.; Grätzel, M. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 10720.
24. (b) Thampi, K. R.; Bessho, T.; Gao, F.; Zakeeruddin, S. M.; Wang, P.; Grätzel, M. 23th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, Valencia, Spain, Sept 1-4, 2008.
25. Zakeeruddin, S. M.; Nazeeruddin, M. K.; Humphry-Baker, R.; Péchy, P.; Quagliotto, P.; Barolo, C.; Viscard, G.; Grätzel, M. Langmuir 2002, 18, 952.
26. Wang, P.; Zakeeruddin, S. M.; Moser, J.-E.; Nazeeruddin, M. K.; Sekiguchi, T.; Grätzel, M. Nat. Mater. 2003, 2, 402.
27. Wang, P.; Zakeeruddin, S. M.; Moser, J.-E.; Humphry-Baker, R.; Comte, P.; Aranyos, V.; Hagfeldt, A.; Nazeeruddin, M. K.; Grätzel, M. Adv. Mater. 2004, 16, 1806.
28. (a) Jiang, K.-J.; Masaki, N.; Xia, J.-B.; Noda, S.; Yanagida, S. Chem. Commun. 2006, 2460.
29. (b) Chen, C.-Y.; Wu, S.-J.; Wu, C.-G.; Chen, J.-G.; Ho, K.-C. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 5822.
30. (c) Karthikeyan, C. S.; Wietasch, H.; Thelakkat, M. Adv. Mater. 2007, 19, 1091.
31. (d) Chen, C.-Y.; Wu, S.-J.; Li, J.-Y.; Wu, C.-G.; Chen, J.-G.; Ho, K.-C. Adv. Mater. 2007, 19, 3888.
32. (e) Gao, F.; Wang, Y.; Zhang, J.; Shi, D.; Wang, M.; Humphry-Baker, R.; Wang, P.; Zakeeruddin, S. M.; Grätzel, M. Chem. Commun. 2008, 2577.
33. (f) Lee, C.; Yum, J.-H.; Choi, H.; Kang, S. O.; Ko, J.; Humphry-Baker, R.; Grätzel, M.; Nazeeruddin, M. K. Inorg. Chem. 2008, 47, 2267.
34. (g) Chen, C.-Y.; Chen, J.-G.; Wu, S.-J.; Li, J.-Y.; Wu, C.-G.; Ho, K.-C. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 7342.
35. (h) Mater, F.; Ghaddar, T. H.; Walley, K.; DosSanto, T.; Durrant, J. R.; O'Regan, B. J. Mater. Chem. 2008, 18, 4246.
36. (i) Abbotto, A.; Barolo, C.; Bellotto, L.; De Angelis, F.; Grätzel, M.; Manfredi, N.; Marinzi, C.; Fantacci, S.; Yum, J.-H.; Nazeeruddin, M. K. Chem. Commun. 2008, 5318.
37. Grätzel, M. International Symposium on Solar cells and Solar Fuels, Dalian, China, Dec. 10-12, 2008.
38. Wang, P.; Klein, C.; Humphry-Baker, R.; Zakeeruddin, S. M.; Grätzel, M. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 808.
39. Cao, Y.; Zhang, J.; Bai, Y.; Li, R.; Zakeeruddin, S. M.; Grätzel, M.; Wang, P. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 13775.
40. (a) Maerker, G.; Case, F. H. J. Am. Chem. Soc. 1958, 80, 2745.
41. (b) Wenkert, D.; Woodward, R. B. J. Org. Chem. 1983, 48, 283.
42. Roquet, S.; de Bettgnies, R.; Leriche, P.; Cravino, A.; Roncali, J. J. Mater. Chem. 2006, 16, 3040.
43. Pilarski, B. Liebigs Ann. Chem. 1983, 1078.
44. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. M.; Iyenger, S. S.; Tomasi, J.; Barone, V.; Mennueei, B.; Cossi, M.; Scalmani, G.; Rega, N.; Petersson, G. A.; Nakatsuji, H.; Hada, M.; Ehara, M.; Toyota, K.; Fukuda, R.; Hasegawa, 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.; 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.; Gonazalez, C.; Pole, J. A. Gaussian 03, revision C.02; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2004.
45. (a) Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648.
46. (b) Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. G. Phys. Rev.B 1988, 37, 785.
47. Pourtois, G.; Beljonne, D.; Moucheron, C.; Schumm, S.; Mesmaeker, A. K.; Lazzaroni, R.; Brédas, J. L. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 683.
48. Foresman, J. B.; Keith, T. A.; Wiberg, K. B.; Snoonian, J.; Frisch, M. J. J. Phys. Chem. 1996, 100, 16098.
49. Hay, P. J.; Wadt, W. R. J. J. Chem. Phys. 1985, 82, 270.
50. Wang, P.; Zakeeruddin, S. M.; Comte, P.; Charvet, R.; Humphry- Baker, R.; Grätzel, M. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 14336.
51. Pope, M.; Swenberg, C. E. Electronic Processes in Organic Crystals and Polymers, 2nd ed.; Oxford University Press: Oxford, UK, 1999.
52. (a) Ross, R. T.; Nozik, A. J. J. Appl. Phys. 1982, 53, 3813.
53. (b) Ardo, S.; Meyer, G. J. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 115, and references cited therein.
54. (a) Hagfeldf, A.; Grätzel, M. Chem. Rev. 1995, 95, 49.
55. (b) Grätzel, M. Nature (London) 2001, 414, 338.
56. Grätzel, M. Inorg. Chem. 2005, 44, 6841.
57. Isaacs, N. S. Physical Organic Chemistry, 2nd ed.; Longman: London, UK, 1995.
58. Kron, G.; Egerter, T.; Werner, J. H.; Rau, U. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 3556.
59. Sze, S. M.; Ng, K. K. Physics of Semiconductor Devices, ed.; Wiley: NJ, 2007.
60. Grätzel, M. Prog. Photovolt. Res. Appl. 2000, 8, 171.
61. Dittrich, T.; Beer, P.; Koch, F.; Weidmann, J.; Lauermann, I. Appl. Phys. Lett. 1998, 73, 1901.
62. (a) O'Regan, B. C.; Lenzmann, F. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 4342.
63. (b) Bailes, M.; Cameron, P. J.; Lobato, K.; Peter, L. M. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 15429.
64. (c) Kopidakis, N.; Neale, N. R.; Frank, A. J. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 12485.
65. (d) Walker, A. B.; Peter, L. M.; Lobato, K.; Cameron, P. J. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 25504.
66. (e) Quintana, M.; Edvinsson, T.; Hagfeldt, A.; Boschloo, G. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 1035.
67. O'Regan, B. C.; Durrant, J. R. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 8544.
68. (a) Bisquert, J. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 325.
69. (b) Bisquert, J. Phys. Chem. Chem. Phys. 2003, 5, 5360.
70. (c) Bisquert, J. Phys. Chem. Chem. Phys. 2008, 10, 49.
71. (a) Kopidakis, N.; Benkstein, K. D.; van de Lagemaat, J.; Frank, A. J.; Yuan, Q.; Schiff, E. A. Phys. Rev.B 2006, 73, 045326.
72. (b) Wang, Q.; Ito, S.; Grätzel, M.; Fabregat-Santiago, F.; Mora-Seró, I.; Bisquert, J.; Bessho, T.; Imai, H. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 25210.
73. (c) Bisquert, J. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 17163.