Study of redox species and oxygen vacancy defects at TiO2 - Electrolyte interfaces

Journal of Physical Chemistry C

Volumn 114, Issue 45, 2010, Pages 19433-19442

  Da Silva, Robson ^a   Rego, Luis G C ^a   Freire, Jose A ^b   Rodriguez, Javier ^c   Laria, Daniel ^c   Batista, Victor S ^d  

^a FEDERAL UNIVERSITY OF SANTA CATARINA   (Brazil)

^b FEDERAL UNIVERSITY OF PARANÁ   (Brazil)

^c Comission Nacional de Energia Atomica ^*  (Argentina)

^d YALE UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

DYE-SENSITIZED SOLAR CELL; ELECTROLYTE INTERFACES; ELECTRONIC STRUCTURE CALCULATIONS; EXPERIMENTAL INVESTIGATIONS; MOLECULAR DYNAMICS SIMULATIONS; MOLECULAR PROCESS; OXYGEN VACANCY DEFECTS; RECOMBINATION MECHANISMS; REDOX SPECIES; SOLVENT DYNAMICS; TIO;

ADSORPTION; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; DYNAMICS; ELECTROLYTES; ELECTRONIC PROPERTIES; ELECTRONIC STRUCTURE; MOLECULAR DYNAMICS; OXYGEN; OXYGEN VACANCIES; REACTION KINETICS; SOLAR CELLS; SURFACE STRUCTURE; VACANCIES;

SURFACE DEFECTS;

EID: 78650311721     PISSN: 19327447     EISSN: 19327455     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp107385e     Document Type: Article

References (71)

1. Hodes, G. Electrochemistry of Nanomaterials; Wiley-VCH: New York, 2001.
2. Frank, A. J.; Kopidakis, N.; van de Lagemaat, J. Coord. Chem. Rev. 2004, 248, 1165-1179.
3. O'Regan, B.; Grätzel, M. Nature 1991, 353, 737-740.
4. Hagfeldt, A.; Grätzel, M. Acc. Chem. Res. 2000, 33, 269-277.
5. Boschloo, G.; Hagfeldt, A. Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1819-1826.
6. Ardo, S.; Meyer, G. J. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 115-164.
7. Hara, K.; Dan-oh, Y.; Kasada, C.; Ohga, Y.; Shinpo, A.; Suga, S.; Sayama, K.; Arakawa, H. Langmuir 2004, 20, 4205-4210.
8. (a) Ernstorfer, R.; Gundlach, L.; Felber, S.; Storck, W.; Eichberger, R.; Willig, F. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 25383-25391.
9. (b) Gundlach, L.; Ernstorfer, R.; Willig, F. Prog. Surf. Sci. 2007, 82, 355-377.
10. (c) Wang, L.; Willig, F.; May, V. J. Chem. Phys. 2007, 126, 134110, (1-12).
11. Rego, L. G. C.; Batista, V. S. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 7989-7997.
12. Abuarbara, S. G.; Rego, L. G. C.; Batista, V. S. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 18234-18242.
13. Duncan, W. R.; Craig, C. F.; Prezhdo, O. V. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 8528-8543.
14. Rego, L. G. C.; Silva, R.; Freire, J. A.; Snoeberger, R. C., III; Batista, V. S. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 1317-1325.
15. Nusbaumer, H.; Moser, J. E.; Zakeeruddin, S. M.; Nazeeruddin, M. K.; Grätzel, M. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 10461-10464.
16. Pelet, S.; Moser, J. E.; Grätzel, M. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 1791-1795.
17. Bauer, C.; Boschloo, G.; Muhktar, E.; Hagfeldt, A. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 12693-12704.
18. Kebede, Z.; Lindquist, S.-E. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 1999, 57, 259-275.
19. Huang, S. Y.; Schlichthorl, G.; Nozik, A. J.; Gratzel, M.; Frank, A. J. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 2576-2582.
20. Liu, Y.; Hagfeldt, A.; Xiao, X.-R.; Lindquist, S.-E. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 1998, 55, 267-281.
21. Schlichthorl, G.; Huang, S. Y.; Sprague, J.; Frank, A. J. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 8139-8153.
22. Nakade, S.; Kanzaki, T.; Kubo, W.; Kitamura, T.; Wada, Y.; Yanagida, S. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 3480-3487.
23. Green, A. N. M.; Chandler, R. E.; Haque, S. A.; Nelson, J.; Durrant, J. R. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 142-150.
24. Liu, Y.; Hagfeldt, A.; Xiao, X. R.; Lindquist, S.-E. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 1998, 55, 267-281.
25. Huang, S. Y.; Schlichthorl, G.; Nozik, A. J.; Grätzel, M.; Frank, A. J. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 2576-2582.
26. O'Regan, B. C.; Durrant, J. A. Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1799-1808.
27. Miyashita, M.; Sunahara, K.; Nishikawa, T.; Uemura, Y.; Koumura, N.; Hara, K.; Mori, A.; Abe, T.; Suzuki, E.; Mori, S. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 17874-17881.
28. 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.
29. Kambe, S.; Nakade, S.; Kitamura, T.; Wada, Y.; Yanagida, S. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 2967-2972.
30. Paulssona, H.; Klooa, L.; Hagfeldtb, A.; Boschloo, G. J. Electroanal. Chem. 2006, 586, 56-61.
31. Bay, L.; West, K.; Jensen, B. W.; Jacobson, T. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2006, 90, 341-351.
32. Dürr, M.; Yasuda, A.; Nelles, G. Appl. Phys. Lett. 2006, 89, 061110:1-3.
33. Nazeeruddin, M. K.; Kay, A.; Rodicio, I.; Baker, R. H.; Mueller, E.; Liska, P.; Vlachopoulos, N.; Graetzel, M. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 6382-6390.
34. Peter, L. M. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 6601-6612.
35. Nasr, C.; Hotchandani, S.; Kamat, P. V. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 4944-4951.
36. Clifford, J. N.; Palomares, E.; Nazeeruddin, Md. K.; Grätzel, M.; Durrant, J. R. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 6561-6567.
37. Hess, B.; Kutzner, C.; van der Spoel, D.; Lindahl, E. J. Chem. Theory Comput. 2008, 4, 435-447.
38. Phillips, J. C.; Braun, R.; Wang, W.; Gumbart, J.; Tajkorshid, E.; Villa, E.; Chipot, E.; Skeel, R. D.; Kalé, L.; Schulten, K. J. Comput. Chem. 2005, 26, 1781-1802.
39. Kresse, G.; Furthmuller, J. Vienna ab initio Simulation Package (VASP); University of Vienna: Vienna, Austria, 2001.
40. Kresse, G.; Furthmuller, J. Comput. Mater. Sci. 1996, 6, 15-50.
41. Hafner, J. Comput. Phys. Commun. 2007, 177, 6-13.
42. 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, revision C02; Gaussian, Inc.: Wallingford CT, 2004.
43. Hoffman, R. Rev. Mod. Phys. 1988, 60, 601-628.
44. Burdett, J. K. Chemical Bonding in Solids; Oxford Press: Oxford, 1995.
45. Cerdá, J. S. Phys. Rev. B 2000, 61, 7965-7971.
46. Nikitin, A. M.; Lyubartsev, A. P. J. Comput. Chem. 2007, 28, 2020-2026.
47. Cornell, W. D.; Cieplak, P.; Bayly, C. I.; Gould, I. R.; Merz, K. M.; Ferguson, D. M.; Spellmeyer, D. C.; Fox, T.; Caldwell, J. W.; Kollman, P. A. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 5179-5197.
48. Grabuleda, X.; Jaime, C.; Kollman, P. A. J. Comput. Chem. 2000, 21, 901-908.
49. An, X. M.; Mansson, M. J. J. Chem. Thermodyn. 1983, 15, 287-293.
50. Schiffmann, F.; Hutter, J.; Van de Vondele, J. J. Phys.: Condens. Matter 2008, 20, 64206.
51. Tilloca, A.; Selloni, A. J. Chem. Phys. 2003, 119, 7445-7450.
52. Cheng, H.; Selloni, A. Phys. Rev. B 2009, 79, 092101-1:4.
53. (a) Darve, E.; Pohorille, A. J. Chem. Phys. 2001, 115, 9169.
54. (b) Chipot, C.; Hénin, J. J. Chem. Phys. 2005, 123, 244906.
55. Gardiner, C. W. Handbook of Stochastic Methods., 3rd ed.; Springer-Verlag: Berlin, 2003.
56. Hauch, A.; Georg, A. Electrochim. Acta 2001, 46, 3457-3466.
57. Zhang, F. S.; Lyndell-Bell, R. M. Eur. J. Phys. D 2005, 34, 129.
58. McGlynn, S. P.; Vanquickenborne, L. G.; Kinoshita, M.; Carroll, D. G. Introduction to Applied Quantum Chemistry; Holt, Rinehart and Winston, Inc.: New York, 1972.
59. (a) Leach, S.; Schwell, M.; Un, S.; Jochims, H. W.; Baumgärtel, H. Chem. Phys. 2008, 344, 147-163.
60. (b) Mota, F. B.; Rivelino, R. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 9489-9492.
61. Pathak, A. K.; Mukherjee, T.; Maity, D. K. J. Chem. Phys. A 2010, 114, 721-724.
62. Khomenko, V. M.; Langer, K.; Rager, H.; Fett, A. Phys. Chem. Miner. 1998, 25, 338.
63. Yu, S.; Ahmadi, S.; Sun, C.; Palmgren, P.; Hennies, F.; Zuleta, M.; Göthelid, M. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 2315-2320.
64. Zhou, S.; Cizmar, E.; Poztger, K.; Krause, M.; Talut, G.; Helm, M.; Fassbender, J.; Zvyagin, S. A.; Wosnitza, J.; Schmidt, H. Phys. Rev. B 2009, 79, 113201-1:4.
65. Valentini, C. D.; Paachioni, G.; Selloni, A. Phys. Rev. Lett. 2006, 97, 166803.
66. Morgan, B. J.; Watson, G. W. J. Phys. Chem. 2010, 114, 2321-2328.
67. Yang, K.; Dai, Y.; Huang, B.; Feng, Y. P. Phys. Rev. B 2010, 81, 033202-1:4.
68. Finazzi, E.; Valentin, C. D.; Pacchioni, G.; Selloni, A. J. Chem. Phys. 2008, 129, 154113.
69. McNamara, W. R.; Snoeberger, R. C.; Li, G.; Schleicher, J. M.; Cady, C. W.; Poyatos, M.; Schmuttenmaer, C. A.; Crabtree, R. H.; Brudvig, G. W.; Batista, V. S. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 14329-14338.
70. Shi, C.; Dai, S.; Wang, K.; Pan, X.; Kong, F.; Hu, L. Vib. Spectrosc. 2005, 39, 99-105.
71. Kusama, H.; Orita, H.; Sugihara, H. Langmuir 2008, 24, 4411-4419.