Parameters influencing the efficiency of electron injection in dye-sensitized solar cells

Journal of the American Chemical Society

Volumn 131, Issue 13, 2009, Pages 4808-4818

  Koops, Sara E ^a   O'Regan, Brian C ^a   Barnes, Piers R F ^a   Durrant, James R ^a  

^a IMPERIAL COLLEGE LONDON   (United Kingdom)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ACCEPTOR STATE; CONCENTRATION OF; DEVICE PERFORMANCE; DYE-SENSITIZED SOLAR CELL; DYE-SENSITIZED SOLAR CELLS; ELECTRICAL BIAS; IN-BAND; IODIDE/TRI-IODIDE; KEY DETERMINANTS; LINEAR CORRELATION; LITHIUM CATIONS; NANOCRYSTALLINE TITANIUM DIOXIDE; PEPTIZATION; PHOTO-VOLTAIC EFFICIENCY; REDOX COUPLE; RUTHENIUM BIPYRIDYL; SHORT CIRCUIT; SINGLE PHOTON COUNTING; TIME-RESOLVED; TIO; TRANSIENT EMISSIONS; TRIPLET STATE;

DYNAMICS; ELECTRON INJECTION; ELECTRON MOBILITY; LITHIUM; OXIDES; PHOTOELECTROCHEMICAL CELLS; PHOTOVOLTAIC CELLS; RUTHENIUM; SOLAR CELLS; TITANIUM; TITANIUM DIOXIDE;

ELECTRONS;

LITHIUM; PYRIDINE DERIVATIVE; RUTHENIUM; TITANIUM DIOXIDE;

ARTICLE; ELECTRON; FIELD EMISSION; MOLECULAR DYNAMICS; OXIDATION REDUCTION REACTION; PH MEASUREMENT; QUANTUM YIELD;

EID: 67949121751     PISSN: 00027863     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja8091278     Document Type: Article

References (65)

1. Grätzel, M. Prog. PhotoVoltaics 2006, 14, 429-442.
2. Asbury, J. B.; Ellingson, R. J.; Ghosh, H. N.; Ferrere, S.; Nozik, A. J.; Lian, T. Q. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 3110-3119.
3. Ramakrishna, G.; Jose, D. A.; Kumar, D. K.; Das, A.; Palit, D. K.; Ghosh, H. N. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 15445-15453.
4. Kuang, D. B.; Ito, S.; Wenger, B.; Klein, C.; Moser, J. E.; Humphry- Baker, R.; Zakeeruddin, S. M.; Grätzel, M. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 4146-4154.
5. Benko, G.; Kallioinen, J.; Korppi-Tommola, J. E. I.; Yartsev, A. P.; Sundstrom, V. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 489-493.
6. Nazeeruddin, M. K.; Wang, Q.; Cevey, L.; Aranyos, V.; Liska, P.; Figgemeier, E.; Klein, C.; Hirata, N.; Koops, S.; Haque, S. A.; Durrant, J. R.; Hagfeldt, A.; Lever, A. B. P.; Grätzel, M. Inorg. Chem. 2006, 45, 787-797.
7. Kelly, C. A.; Farzad, F.; Thompson, D. W.; Stipkala, J. M.; Meyer, G. J. Langmuir 1999, 15, 7047-7054.
8. Haque, S. A.; Palomares, E.; Cho, B. M.; Green, A. N. M.; Hirata, N.; Klug, D. R.; Durrant, J. R. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 3456- 3462.
9. Thorsmolle, V. K.; Wenger, B.; Teuscher, J.; Bauer, C.; Moser, J. E. Chimia 2007, 61, 631-634.
10. Islam, A.; Hara, K.; Singh, L. P.; Katoh, R.; Yanagida, M.; Murata, S.; Takahashi, Y.; Sugihara, H.; Arakawa, H. Chem. Lett. 2000, 490, 491.
11. Anderson, N. A.; Lian, T. Q. Annu. Rev. Phys. Chem. 2005, 56, 491- 519.
12. Ellingson, R. J.; Asbury, J. B.; Ferrere, S.; Ghosh, H. N.; Sprague, J. R.; Lian, T. Q.; Nozik, A. J. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 6455- 6458.
13. Watson, D. F.; Meyer, G. J. Annu. Rev. Phys. Chem. 2005, 56, 119- 156.
14. Asbury, J. B.; Hao, E.; Wang, Y. Q.; Ghosh, H. N.; Lian, T. Q. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 4545-4557.
15. Kallioinen, J.; Benko, G.; Sundstrom, V.; Korppi-Tommola, J. E. I.; Yartsev, A. P. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 4396-4404.
16. Bruggemann, B.; Organero, J. A.; Pascher, T.; Pullerits, T.; Yartsev, A. Phys. Rev. Lett. 2006, 97.
17. Liu, F.; Meyer, G. J. Inorg. Chem. 2003, 42, 7351-7353.
18. Asbury, J. B.; Anderson, N. A.; Hao, E. C.; Ai, X.; Lian, T. Q. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 7376-7386.
19. She, C. X.; Guo, J. C.; Lian, T. Q. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 6903- 6912.
20. Pollard, J. A.; Zhang, D. S.; Downing, J. A.; Knorr, F. J.; McHale, J. L. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 11443-11452.
21. Tachibana, Y.; Nazeeruddin, M. K.; Grätzel, M.; Klug, D. R.; Durrant, J. R. Chem. Phys. 2002, 285, 127-132.
22. Watson, D. F.; Meyer, G. J. Coord. Chem. Rev. 2004, 248, 1391- 1406.
23. Tachibana, Y.; Haque, S. A.; Mercer, I. P.; Moser, J. E.; Klug, D. R.; Durrant, J. R. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 7424-7431.
24. Kuciauskas, D.; Monat, J. E.; Villahermosa, R.; Gray, H. B.; Lewis, N. S.; McCusker, J. K. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 9347-9358.
25. Asbury, J. B.; Hao, E. C.; Wang, Y. Q.; Lian, T. Q. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 11957-11964.
26. Houamer-Rassin, C.; Chaignon, F.; She, C.; Stockwell, D.; Blart, E.; Buvat, P.; Lian, T.; Odobel, F. J. Photochem. Photobiol. A: Chemistry 2007, 192, 56-65.
27. Hara, K.; Wang, Z. S.; Sato, T.; Furube, A.; Katoh, R.; Sugihara, H.; Dan-Oh, Y.; Kasada, C.; Shinpo, A.; Suga, S. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 15476-15482.
28. Zhang, X.; Zhang, J. J.; Xia, Y. Y. J. Photochem. Photobiol. A: Chemistry 2008, 194, 167-172.
29. Hara, K.; Sato, T.; Katoh, R.; Furube, A.; Ohga, Y.; Shinpo, A.; Suga, S.; Sayama, K.; Sugihara, H.; Arakawa, H. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 597-606.
30. Wang, Z. S.; Yamaguchi, T.; Sugihara, H.; Arakawa, H. Langmuir 2005, 21, 4272-4276.
31. Wenger, B.; Grätzel, M.; Moser, J. E. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 12150-12151.
32. Katoh, R.; Furube, A.; Kasuya, M.; Fuke, N.; Koide, N.; Han, L. J. Mater. Chem. 2007, 17, 3190-3196.
33. Haque, S. A.; Tachibana, Y.; Willis, R. L.; Moser, J. E.; Grätzel, M.; Klug, D. R.; Durrant, J. R. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 538-547.
34. Koops, S. E.; Durrant, J. R. Inorg. Chim. Acta 2008, 361, 663-670.
35. Barbe, C. J.; Arendse, F.; Comte, P.; Jirousek, M.; Lenzmann, F.; Shklover, V.; Grätzel, M. J. Am. Ceram. Soc. 1997, 80, 3157-3171.
36. Kay, A.; Humphrybaker, R.; Grätzel, M. J. Phys. Chem. 1994, 98, 952-959.
37. Tachibana, Y.; Rubtsov, I. V.; Montanari, I.; Yoshihara, K.; Klug, D. R.; Durrant, J. R. J. Photochem. Photobiol. A: Chemistry 2001, 142, 215-220.
38. We note all sample preparation was undertaken under aerobic conditions; the excited state decay dynamics on ZrO2 may therefore be limited in part.
39. Barnes, P. R. F.; Anderson, A. Y.; Koops, S. E.; Durrant, J. R.; O' Regan, B. C. J. Phys. Chem. C 2008, in press.
40. Smeigh, A. L.; Katz, J. E.; Brunschwig, B. S.; Lewis, N. S.; McCusker, J. K. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 12065-12068.
41. Marton, A.; Clark, C. C.; Srinivasan, R.; Freundlich, R. E.; Sarjeant, A. A. N.; Meyer, G. J. Inorg. Chem. 2006, 45, 362-369.
42. Wang, P.; Wenger, B.; Humphry-Baker, R.; Moser, J. E.; Teuscher, J.; Kantlehner, W.; Mezger, J.; Stoyanov, E. V.; Zakeeruddin, S. M.; Grätzel, M. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 6850-6856.
43. Clark, C. C.; Marton, A.; Srinivasan, R.; Sarjeant, A. A. N.; Meyer, G. J. Inorg. Chem. 2006, 45, 4728-4734.
44. Kallioinen, J.; Benko, G.; Myllyperkio, P.; Khriachtchev, L.; Skarman, B.; Wallenberg, R.; Tuomikoski, M.; Korppi-Tommola, J.; Sundstrom, V.; Yartsev, A. P. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 6365-6373.
45. Hore, S.; Palomares, E.; Smit, H.; Bakker, N. J.; Comte, P.; Liska, P.; Thampi, K. R.; Kroon, J. M.; Hinsch, A.; Durrant, J. R. J. Mater. Chem. 2005, 15, 412-418.
46. Nazeeruddin, M. K.; Humphry-Baker, R.; Liska, P.; Grätzel, M. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 8981-8987.
47. O'Regan, B. C.; Durrant, J. R.; Sommeling, P. M.; Bakker, N. J. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 14001-14010.
48. Durrant, J. R.; Haque, S. A.; Palomares, E. Coord. Chem. Rev. 2004, 248, 1247-1257.
49. Kuang, D. B.; Klein, C.; Snaith, H. J.; Moser, J. E.; Humphry-Baker, R.; Comte, P.; Zakeeruddin, S. M.; Grätzel, M. Nano Lett. 2006, 6, 769-773.
50. Nakade, S.; Kanzaki, T.; Kubo, W.; Kitamura, T.; Wada, Y.; Yanagida, S. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 3480-3487.
51. Nazeeruddin, M. K.; Kay, A.; Rodicio, I.; Humphrybaker, R.; Muller, E.; Liska, P.; Vlachopoulos, N.; Grätzel, M. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 6382-6390.
52. Boschloo, G.; Haggman, L.; Hagfeldt, A. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 13144-13150.
53. Kato, T.; Fujimoto, M.; Kado, T.; Sakaguchi, S.; Kosugi, D.; Shiratuchi, R.; Takashima, W.; Kaneto, K.; Hayase, S. J. Electrochem. Soc. 2005, 152, A1105-A1108.
54. Boschloo, G.; Lindstrom, J.; Magnusson, E.; Holmberg, A.; Hagfeldt, A. J. Photochem. Photobiol. A: Chemistry 2002, 148, 11-15.
55. O'Regan, B. C.; Scully, S.; Mayer, A. C.; Palomares, E.; Durrant, J. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 4616-4623.
56. Redmond, G.; Fitzmaurice, D. J. Phys. Chem. 1993, 97, 1426-1430.
57. Xiong, B. T.; Zhou, B. X.; Zhu, Z. Y.; Gao, T.; Li, L. H.; Cai, J.; Cai, W. M. Chin. J. Chem. 2008, 26, 70-76.
58. Kusama, H.; Orita, H.; Sugihara, H. Solar Energy Mater. Solar Cells 2008, 92, 84-87.
59. Dos Santos, T.; Durrant, J. R.; Moser, A.; Officer, D. Manuscript in preparation.
60. O'Regan, B. University of Washington, 1998.
61. Tachibana, Y.; Moser, J. E.; Grätzel, M.; Klug, D. R.; Durrant, J. R. J. Phys. Chem. 1996, 100, 20056-20062.
62. Oregan, B.; Moser, J.; Anderson, M.; Grätzel, M. J. Phys. Chem. 1990, 94, 8720-8726.
63. Lee, K. M.; Suryanarayanan, V.; Ho, K. C.; Thomas, K. R. J.; Lin, J. T. Solar Energy Mater. Solar Cells 2007, 91, 1426-1431.
64. Morandeira, A.; Lopez-Duarte, I.; Martinez-Diaz, M. V.; O' Regan, B.; Shuttle, C.; Haji-Zainulabidin, N. A.; Torres, T.; Palomares, E.; Durrant, J. R. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 9250-9250.
65. Ohkita, H.; Cook, S.; Astuti, Y.; Duffy, W.; Tierney, S.; Zhang, W.; Heeney, M.; McCulloch, I.; Nelson, J.; Bradley, D. D. C.; Durrant, J. R. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 3030-3042.