High-throughput computational screening of chromophores for dye-sensitized solar cells

Journal of Physical Chemistry C

Volumn 115, Issue 23, 2011, Pages 11781-11792

  Martsinovich, Natalia ^a   Troisi, Alessandro ^a  

^a UNIVERSITY OF WARWICK   (United Kingdom)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ANCHORING GROUPS; BI-ISONICOTINIC ACID; COMPUTATIONALLY EFFICIENT; DENSITY OF STATE; DYE-SENSITIZED SOLAR CELL; ELECTRON TRANSFER PROCESS; FUNCTION COEFFICIENTS; HIGH-THROUGHPUT; IMAGINARY PARTS; INJECTION TIME; LOWEST UNOCCUPIED MOLECULAR ORBITAL; ORGANIC CHROMOPHORES; PERYLENE DYES; SELF ENERGY; TIO;

ADSORPTION; CARBOXYLIC ACIDS; CONVERSION EFFICIENCY; DYES; ELECTRON INJECTION; ELECTRONIC PROPERTIES; ELECTRONS; MOLECULAR ORBITALS; OXIDE MINERALS; PHOTOELECTROCHEMICAL CELLS; SOLAR CELLS; TITANIUM DIOXIDE;

CHROMOPHORES;

EID: 80055000221     PISSN: 19327447     EISSN: 19327455     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp2026847     Document Type: Article

References (84)

1. O'Reagan, B.; Grätzel, M. Nature 1991, 353, 737.
2. Grätzel, M. J. Photochem. Photobiol. C 2003, 4, 145-153.
3. Moreira Goncalves, L.; de Zea Bermudez, V.; Aguilar Ribeiro, H.; Magalhães Mendes, A. Energy Environ. Sci. 2008, 6, 655-667.
4. Preat, J.; Jacquemin, D.; Perpéte, E. A. Energy Environ. Sci. 2010, 7, 891-904.
5. Chiba, Y.; Islam, A.; Watanabe, Y.; Komiya, R.; Koide, N.; Han, L. Y. Jpn. J. Appl. Phys. 2006, 45, L638-L640.
6. Kroon, J. M.; Bakker, N. J.; Smit, H. J. P.; Liska, P.; Thampi, K. R.; Wang, P.; Zakeeruddin, S. M.; Grätzel, M.; Hinsch, A.; Hore, S.; Wurfel, U.; Sastrawan, R.; Durrant, J. R.; Palomares, E.; Pettersson, H.; Gruszecki, T.; Walter, J.; Skupien, K.; Tulloch, G. E. Prog. Photovoltaics Res. Appl. 2007, 15, 1-18.
7. Durrant, J. R.; Haque, S. A.; Palomares, E. Coord. Chem. Rev. 2004, 248, 1247-1257.
8. Prezhdo, O. V.; Duncan, W. R.; Prezhdo, V. V. Acc. Chem. Res. 2008, 41, 339-348.
9. Asbury, J. B.; Ellingson, R. J.; Ghosh, H. N.; Ferrere, S.; Nozik, A. J.; Lian, T. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 3110-3119.
10. Asbury, J. B.; Hao, E.; Wang, Y.; Lian, T. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 11957.
11. Rehm, J. M.; McLendon, G. L.; Nagasawa, Y.; Yoshihara, K.; Moser, J.; Grätzel, M. J. Phys. Chem. 1996, 100, 9577-9578.
12. Murakoshi, K.; Yanagida, S.; Capel, M.; Castner, E. W. Nanostruct. Mater. - Clusters, Compos. Thin Films 1997, 679, 221-238.
13. Ghosh, H. N.; Asbury, J. B.; Lian, T. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 6482-6486.
14. Wachveitl, J.; Huber, R.; Spörlein, S.; Moser, J. E.; Grätzel, M. Int. J. Photoenergy 1999, 1, 1-3.
15. Huber, R.; Moser, J. E.; Grätzel, M.; Wachveitl, J. Chem. Phys. 2002, 285, 39-45.
16. Hao, E. C.; Anderson, N. A.; Asbury, J. B.; Lian, T. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 10191-10198.
17. Frontiera, R. R.; Dasgupta, J.; Mathies, R. A. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 15630-15633.
18. Stockwell, D.; Yang, Y.; Huang, J.; Anfuso, C.; Huang, Z. Q.; Lian, T. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 6560-6566.
19. Wang, L.; Ernstorfer, R.; Willig, F.; May, V. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 9589-9595.
20. Ernstorfer, R.; Gundlach, L.; Felber, S.; Storck, W.; Eichberger, R.; Willig, F. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 25383-25391.
21. Gundlach, L.; Ernstorfer, R.; Willig, F. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 13587-13594.
22. Gundlach, L.; Ernstorfer, R.; Willig, F. Prog. Surf. Sci. 2007, 82, 355-377.
23. Gundlach, L.; Letzig, T.; Willig, F. J. Chem. Sci. 2009, 121, 561-574.
24. Bartelt, A. F.; Schutz, R.; Neubauer, A.; Harmappel, T.; Eichberger, R. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 21233-21241.
25. Schnadt, J.; Brühwiler, P. A.; Patthey, L.; O'Shea, J. N.; Södergren, S.; Odelius, M.; Ahuja, R.; Karis, O.; Bässler, M.; Persson, P.; Siegbahn, H.; Lunell, S.; Mårtensson, N. Nature 2002, 418, 620-623.
26. Schnadt, J.; O'Shea, J. N.; Patthey, L.; Kjeldgaard, L.; Ahlund, J.; Nilson, K.; Schiessling, J.; Krempasky, J.; Shi, M.; Karis, O.; Glover, C.; Siegbahn, H.; Mártensson, N.; Brühwiler, P. A. J. Chem. Phys. 2003, 119, 12462-12472.
27. Schnadt, J.; Henningsson, A.; Andersson, M. P.; Karlsson, P. G.; Uvdal, P.; Siegbahn, H.; Brühwiler, P. A.; Sandell, A. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 3114-3122.
28. Ghosh, H. N. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 10382-10387.
29. Persson, P.; Lunell, S.; Ojamäe, L. Chem. Phys. Lett. 2002, 364, 469-474.
30. Nilsing, M.; Persson, P.; Ojamäe, L. Chem. Phys. Lett. 2005, 415, 375-380.
31. Lundqvist, M. J.; Nilsing, M.; Persson, P.; Ojamäe, L. Int. J. Quantum Chem. 2006, 106, 3214-3234.
32. Persson, P.; Lundqvist, M. J.; Ernstorfer, R.; Goddard, W. A., III; Willig, F. J. Chem. Theor. Comput. 2006, 2, 441-451.
33. Nilsing, M.; Persson, P.; Lunell, S.; Ojamäe, L. J. Chem. Phys. 2007, 111, 12116-12123.
34. Labat, F.; Ciofini, I.; Hratchian, H. P.; Frisch, M.; Raghavachari, K.; Adamo, C. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 14290-14298.
35. Anderson, P. W. Phys. Rev. 1961, 124, 41.
36. Muscat, J. P.; Newns, D. M. Prog. Surf. Sci. 1978, 9, 1.
37. Stier, W.; Prezhdo, O. V. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 8047-8054.
38. Duncan, W. R.; Stier, W. M.; Prezhdo, O. V. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 7941-7951.
39. Duncan, W. R.; Prezhdo, O. V. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 9756.
40. Fischer, S. A.; Duncan, W. R.; Prezhdo, O. V. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 15483.
41. De Angelis, F.; Fantacci, S.; Selloni, A.; Nazeeruddin, M. K.; Grätzel, M. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 14156.
42. Venkataraman, C.; Soudackov, C. V.; Hammes-Schiffer, S. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 487-496.
43. Rego, L. G. C.; Batista, V. S. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 7989.
44. Abuabara, S. G.; Rego, L. G. C.; Batista, V. S. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 18234-18242.
45. Kondov, I.; Thoss, M.; Wang, H. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 1364-1374.
46. Kondov, I.; Čižek, M.; Benesch, C.; Wang, H.; Thoss, M. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 11970-11981.
47. Li, J. R.; Nilsing, M.; Kondov, I.; Wang, H. B.; Persson, P.; Lunell, S.; Thoss, M. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 12326-12333.
48. Wang, L.; Willig, F.; May, V. Mol. Simul. 2006, 32, 765-781.
49. Jones, D. R.; Troisi, A. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 4625.
50. Mukamel, S. Principles of Nonlinear Optical Spectroscopy; Oxford University Press: New York, 1995.
51. Nitzan, A. Chemical Dynamics in Condensed Phases: Relaxation, Transfer and Reactions in Condensed Molecular Systems; Oxford University Press: Oxford/New York, 2006.
52. Löwdin, P.-O. J. Chem. Phys. 1950, 18, 365.
53. Vittadini, A.; Rotzinger, F. P.; Selloni, A.; Grätzel, M. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 1300-1306.
54. Li, S.-C.; Wang, J.-G.; Jacobson, P.; Gong, X.-Q.; Selloni, A.; Diebold, U. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 980-984.
55. Martsinovich, N.; Jones, D. R.; Troisi, A. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 22659-22670.
56. Bates, S. P.; Kresse, G.; Gillan, M. J. Surf. Sci. 1998, 409, 336-349.
57. Nilsing, M.; Lunell, S.; Persson, P.; Ojamäe, L. Surf. Sci. 2005, 582, 49-60.
58. Ojamäe, L.; Aulin, C.; Pedersen, H.; Kall, P.-O. J. Colloid Interface Sci. 2006, 296, 71-78.
59. Soler, J. M.; Artacho, E.; Gale, J. D.; García, A.; Junquera, J.; Ordejón, P.; Sánchez-Portal, D. J. Phys.: Condens. Matter 2002, 14, 2745-2779.
60. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865-3868.
61. Bredow, T.; Aprá, E.; Catti, M.; Pacchioni, G. Surf. Sci. 1998, 418, 150-165.
62. Bredow, T. Int. J. Quantum Chem. 1999, 75, 127-132.
63. Sánchez-de-Armas, R.; Oviedo López, J.; San-Miguel, M. A.; Sanz, J. F.; Ordejón, P.; Pruneda, M. J. Chem. Theory Comput. 2010, 6, 2856-65.
64. Hagberg, D. P.; Yum, J. H.; Lee, H.; De Angelis, F.; Marinado, T.; Karlsson, K. M.; Humphry-Baker, R.; Sun, L. C.; Hagfeldt, A.; Grätzel, M.; Nazeeruddin, M. K. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 6259-6266.
65. Li, C. Y.; Yang, X. C.; Chen, R. K.; Pan, J. X.; Tian, H. N.; Zhu, H. J.; Wang, X. N.; Hagfeldt, A.; Sun, L. C. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2007, 91, 1863-1871.
66. 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.
67. Hara, K.; Kurashige, M.; Ito, S.; Shinpo, A.; Suga, S.; Sayama, K.; Arakawa, H. Chem. Commun. 2003, 252-253.
68. Ernstorfer, R., Ph. D. Thesis, Freie Universität Berlin, 2004; http://www.diss.fu-berlin. de/2004/268/.
69. Gundlach, L., Ph. D. Thesis, Freie Universität Berlin, 2005; http://www.diss.fu-berlin. de/2005/269/.
70. Morris Hotsenpiller, P. A.; Bolt, J. D.; Farneth, W. E.; Lowekamp, J. B.; Rohrer, G. S. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 3216.
71. Zimmermann, C.; Willig, F.; Ramakrishna, S.; Burfeindt, B.; Pettinger, B.; Eichberger, R.; Storck, W. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 9245-9253.
72. Imanishi, A.; Suzuki, H.; Onashi, N.; Ohta, T.; Nakato, Y. Inorg. Chim. Acta 2008, 361, 718.
73. Ratner, M. A. J. Phys. Chem. 1990, 94, 4877-4883.
74. Runge, E.; Gross, E. K. U. Phys. Rev. Lett. 1984, 52, 997-1000.
75. Yanai, T.; Tew, D. P.; Handy, N. C. Chem. Phys. Lett. 2004, 393, 51.
76. Chiba, M.; Tsuneda, T.; Hirao, K. J. Chem. Phys. 2006, 124, 144106.
77. Vydrov, O. A.; Heyd, J.; Krukau, A. V.; Scuseria, G. E. J. Chem. Phys. 2006, 125, 074106.
78. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648-5652.
79. Koops, S. E.; O'Reagan, B. C.; Barnes, P. R. F.; Durrant, J. R. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 4808-4818.
80. Morandeira, A.; López-Duarte, I.; O'Reagan, B.; Martínez-Diaz, M. V.; Forneli, A.; Palomares, E.; Torres, T.; Durrant, J. R. J. Mater. Chem. 2009, 19, 5016-5026.
81. Bartelt, A. F.; Schütz, R.; Neubauer, A.; Hannappel, T.; Eichberger, R. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 2133-2141.
82. Listorti, A.; López-Duarte, I.; Martínez-Diaz, M. V.; Torres, T.; DosSantos, T.; Barnes, P. R. F.; Durrant, J. R. Energy Environ. Sci. 2010, 3, 1573-1579.
83. Koops, S. E.; Barnes, P. R. F.; O'Reagan, B. C.; Durrant, J. R. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 8054-8061.
84. Computational Photochemistry; Olivucci, M., Ed.; Elsevier: Amsterdam, 2005.