Investigation of the photoinduced electron injection processes for p-type triphenylamine-sensitized solar cells

Energy and Environmental Science

Volumn 4, Issue 11, 2011, Pages 4537-4549

  Preat, Julien ^a   Hagfeldt, Anders ^b,c   Perpète, Eric A ^a  

^a FUND FOR SCIENTIFIC RESEARCH   (Belgium)

^b UPPSALA UNIVERSITY   (Sweden)

^c ROYAL INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (Sweden)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ANCHORING GROUPS; CONJUGATED CHAIN; DFT AND TDDFT; DRIVING FORCES; DYE MOLECULE; ELECTRON ACCEPTOR; ELECTRON DONORS; ELECTRON TRANSFER; ELECTRONIC COUPLING; FUNCTIONALISATION; HOLE TRANSFER; HOLE TRANSFER RATE; INJECTION PROCESS; INTRAMOLECULAR CHARGE TRANSFERS; KEY PARAMETERS; MALONONITRILES; NON-ADIABATIC; ORGANIC DYE; P-TYPE; PHOTOINDUCED ELECTRONS; PHOTOINDUCED PROCESS; REGENERATION PROCESS; REORGANIZATION ENERGIES; STRUCTURAL MODIFICATIONS; THEORETICAL INVESTIGATIONS; TRIPHENYL AMINES; TRIPHENYLAMINE MOIETY;

CHARGE TRANSFER; ELECTRON INJECTION; ELECTRON TRANSITIONS; INVESTMENTS; ION EXCHANGE; ORGANIC CONDUCTORS; RATE CONSTANTS; REDOX REACTIONS; REGENERATORS; SOLAR CELLS; THIOPHENE;

EXCITED STATES;

ALKENE; DYE; ELECTRON; ENERGY EFFICIENCY; EXPERIMENTAL STUDY; FUNCTIONAL CHANGE; MOLECULAR ANALYSIS; NUMERICAL MODEL; ORGANIC COMPOUND; SOLAR SYSTEM; SOLVENT;

EID: 80055052197     PISSN: 17545692     EISSN: 17545706     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c1ee01638e     Document Type: Article

References (104)

1. J. P. Holden Science 2008 319 424
2. Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC): Climate Change 2007-Impacts, Adaptation, and Vulnerability, Cambridge University Press, Cambridge UK, 2007
3. M. C. Green, Power to the People: Sunlight to electricity using Solar Cells, University of South Wales Press, Sydney, Australia, 2000
4. K. Zweibel J. Mason Sci. Am. 2008 298 64
5. R. F. Service Science 2005 309 548
6. D. M. Kammen S. Pacca Annu. Rev. Environ. Science 2004 301 29
7. E. A. Alsema Progr. Photovolt.: Res. Appl. 2000 8 17
8. T. A. Heimer E. J. Heilweil C. A. Bignozzi G. J. Meyer J. Phys. Chem. A 2000 104 4256
9. M. K. Nazeeruddin Coord. Chem. Rev. 2004 248 1161
10. P. V. Kamat M. Haria S. Hotchandani J. Phys. Chem. B 2004 108 5166
11. J. Bisquert D. Cahen G. Hodes S. Ruehle A. Zaban J. Phys. Chem. B 2004 108 8106
12. A. Furube R. Katoh T. Yoshihara K. Hara S. Murata H. Arakawa M. Tachiya J. Phys. Chem. B 2004 108 12583
13. L. W. Wang Energy Environ. Sci. 2009 2 944
14. J. Tang W. Wu J. Hua J. Li X. Li H. Tian Energy Environ. Sci. 2009 2 982
15. M. Planells L. Pellejà J. N. Clifford M. Pastore F. D. Angelis N. Lòpez S. R. Marder E. Palomares Energy Environ. Sci. 2011 4 1820
16. P. Sonar J. P. F. Lim K. L. Chan Energy Environ. Sci. 2011 4 1558
17. Z. Ning Y. Fu H. Tian Energy Environ. Sci. 2010 3 1170
18. B. O. Reagan M. Grätzel Nature 1991 353 737
19. A. Hagfeldt M. Grätzel Acc. Chem. Res. 2000 33 269
20. G. Li K. J. Jiang Y. F. Li S. L. Li L. M. Yang J. Phys. Chem. C 2008 112 11591
21. M. K. Nazeeruddin F. De Angelis S. Fantacci A. Selloni G. Viscardi P. Liska S. Ito T. Bessho M. Grätzel J. Am. Chem. Soc. 2005 127 16835
22. S. Z. Wang Y. Cui K. Hara Y. Dan Oh C. Kasada A. Shinpo Adv. Mater. 2007 19 1138
23. B. M. Wong J. G. Codaro J. Chem. Phys. 2008 129 214703
24. K. Sayama K. Hara N. Mori M. Satsuki S. Suga S. Tsukagochi Y. Abe H. Sugihara H. Arakawa Chem. Commun. 2000 1173
25. T. Horiuchi H. Miura K. Sumioka S. Uchida J. Am. Chem. Soc. 2004 126 12218
26. K. Hara T. Horiguchi T. Kinoshita K. Sayama H. Sugihara H. Arakawa Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2000 64 115
27. E. Stathatos P. Lianos A. Laschewsky O. Ouari P. Van Cleuvenberg Chem. Mater. 2001 13 3888
28. R. Chen X. Yang H. Tian X. Wang A. Hagfeldt L. Sun Chem. Mater. 2007 19 4007
29. C. Baik D. Kim M. S. Kang K. Song O. K. Sang J. Ko Tetrahedron 2009 65 5302
30. S. Ferrere A. Zaban B. Gregg J. Phys. Chem. B 1997 101 4490
31. S. Ferrere B. Gregg New J. Chem. 2002 26 1155
32. R. Memming H. Tributsch J. Phys. Chem. 1971 75 562
33. S. Nakabayashi N. Otha A. Fujishima Phys. Chem. Chem. Phys. 1999 1 3993
34. C. A. N. Fernando A. Kitagawa M. Suzuki K. Takahashi T. Komura Sol. Energy Mater. Sol. Cells 1994 33 301
35. J. He H. Lindström A. Hagfeldt L.-E. Lindquist J. Phys. Chem. B 1999 103 8940
36. J. He, H. Lindström, A. Hagfeldt and L.-E. Lindquist, S
37. G. Boschloo A. Hagfeldt J. Phys. Chem. B 2001 105 3039
38. P. Qin an Z. Hongjun T. Edvinsson G. Boschloo A. Hagfeldt L. Sun J. Am. Chem. Soc. 2008 130 8570
39. A. Mornadeira G. Boschloo A. Hagfeldt L. Hammarström Energy Environ. Sci. 2010 3 891
40. D. Liu R. W. Fessenden G. L. Hug P. V. Kamat J. Phys. Chem. B 1997 101 4490
41. B. Burfeindt T. Hannappel W. Storck F. Willig J. Phys. Chem. 1996 100 16463
42. K. Sayama S. Tsukagochi K. Hara Y. Ohga A. Shinpou Y. Abe S. Suga H. Arakawa J. Phys. Chem. B 2002 106 1363
43. D. P. Hagberg T. Marinado K. M. Karlsson K. Nonomura P. Qin G. Boschloo T. Brinck A. Hagfeldt L. Sun J. Org. Chem. 2007 72 9550
44. Z. Ning Q. Zhang W. Wu H. Pei H. Tian J. Phys. Chem. B 2008 73 3791
45. M. Pastore S. Fantacci F. De Angelis J. Phys. Chem. C 2010 114 22742
46. D. Matthews P. Infelta M. Grätzel Sol. Energy Mater. Sol. Cells 1996 44 119
47. G. Pourtois J. Beljonne M. A. Ratner J. L. Brédas J. Am. Chem. Soc. 2002 124 4436
48. C. Hsu Acc. Chem. Res. 2009 42 509
49. R. A. Marcus Rev. Mod. Phys. 1993 65 599
50. M. Higendorff V. Sundström J. Phys. Chem. B 1998 102 10505
51. C. Jamorski Jödicke H. P. Lüthi J. Am. Chem. Soc. 2003 125 252
52. C. Jamorski Jödicke H. P. Lüthi J. Chem. Phys. 2002 117 4146
53. G. Pourtois J. Beljonne M. A. Ratner J. L. Brédas J. Am. Chem. Soc. 2002 124 4436
54. M. Cossi V. Barone J. Chem. Phys. 2001 115 4708
55. C. Adamo V. Barone Chem. Phys. Lett. 2000 330 152
56. W. Adam O. Krebs Chem. Res. 2003 103 4131
57. E. J. Baerends G. Ricciardi A. Rosa S. J. A. van Gisbergen Coord. Chem. Rev. 2002 230 5
58. D. Jacquemin J. Preat V. Wathelet M. Fontaine E. A. Perpète J. Am. Chem. Soc. 2006 128 2072
59. D. Jacquemin V. Wathelet E. A. Perpète C. Adamo J. Chem. Theory Comput. 2009 5 2420
60. T. Tawada T. Tsundeda S. Yanagisawa T. Yanai K. Hirao J. Chem. Phys. 2004 120 8425
61. M. Kamiya H. Sekino T. Tsuneda K. Hirao J. Chem. Phys. 2005 122 234111
62. M. Chiba T. Tsuneda K. Hirao J. Chem. Phys. 2006 124 144106
63. M. J. G. Peach P. Benfield T. Helgaker D. J. Tozer J. Chem. Phys. 2008 128 044118
64. M. A. Rohrdanz J. M. Herbert J. Chem. Phys. 2008 129 034107
65. C. A. Bertolino A. M. Ferrari C. Barolo G. Viscardi G. Caputo S. Coluccia Chem. Phys. 2006 330 52
66. J. B. Prieto F. L. Arbeloa V. M. Martinez I. L. Arbeloa Chem. Phys. 2003 13 298
67. J. Preat C. Michaux A. Lewalle E. A. Perpète D. Jacquemin Chem. Phys. Lett. 2008 451 37
68. J. Preat D. Jacquemin V. Wathelet J. M. André E. A. Perpète Chem. Phys. 2007 335 177
69. D. Jacquemin J. Preat V. Wathelet E. A. Perpète Chem. Phys. 2006 328 324
70. S. Grimme F. Neese J. Chem. Phys. 2007 127 154116
71. M. Schreiber V. Bub M. P. Fülscher Phys. Chem. Chem. Phys. 2001 3 3906
72. D. Jacquemin E. A. Perpète G. E. Scuseria I. Ciofini C. Adamo J. Chem. Theory Comput. 2008 4 123
73. J. Preat C. Michaux D. Jacquemin E. A. Perpète J. Phys. Chem. C 2009 113 16821
74. B. Peng S. Yang L. Li F. Cheng J. Chen J. Chem. Phys. 2010 132 034305
75. T. W. Hamman R. A. Jensen A. B. F. Martinson H. Van Ryswyk J. T. Hupp Energy Environ. Sci. 2008 1 66
76. S. Iwa K. Hara S. Mutara R. Katoh H. Sugihara H. Arakawa J. Chem. Phys. 2000 113 3366
77. R. Katoh A. Furube T. Yoshihara K. Hara G. Fujihashi S. Takano S. Mutara H. Arakawa M. Tachiya J. Phys. Chem. B 2004 108 4818
78. J. Preat D. Jacquemin E. A. Perpète Energy Environ. Sci. 2010 3 891
79. J. Preat J. Phys. Chem. C 2010 114 16716
80. J. Preat D. Jacquemin E. A. Perpète Environ. Sci. Technol. 2010 44 5666
81. M. D. Irwin D. B. Buchholz A. W. Hains R. P. H. Chang T. J. Marks Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2008 105 2783
82. H. Heitele Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1993 32 359
83. P. F. Barbara T. J. Meyer M. A. Ratner J. Phys. Chem. 1996 100 13148
84. F. De Angelis S. Fantacci A. Selloni Nanotechnology 2008 19 424002
85. M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel, G. E. Scuseria, M. A. Robb, J. R. Cheeseman, J. A. Montgomery, Jr., T. Vreven, K. N. Kudin, J. C. Burant, J. M. Millam, S. S. Iyengar, J. Tomasi, V. Barone, B. Mennucci, M. Cossi, G. Scalmani, N. Rega, G. A. Petersson, H. Nakatsuji, M. Hada, M. Ehara, K. Toyota, R. Fukuda, J. Hasegawa, M. Ishida, T. Nakajima, Y. Honda, O. Kitao, H. Nakai, M. Klene, X. Li, J. E. Knox, H. P. Hratchian, J. B. Cross, V. Bakken, C. Adamo, J. Jaramillo, R. Gomperts, R. E. Stratmann, O. Yazyev, A. J. Austin, R. Cammi, C. Pomelli, J. W. Ochterski, P. Y. Ayala, K. Morokuma, G. A. Voth, P. Salvador, J. J. Dannenberg, V. G. Zakrzewski, S. Dapprich, A. D. Daniels, M. C. Strain, O. Farkas, D. K. Malick, A. D. Rabuck, K. Raghavachari, J. B. Foresman, J. V. Ortiz, Q. Cui, A. G. Baboul, S. Clifford, J. Cioslowski, B. B. Stefanov, G. Liu, A. Liashenko, P. Piskorz, I. Komaromi, R. L. Martin, D. J. Fox, T. Keith, M. A. Al-Laham, C. Y. Peng, A. Nanayakkara, M. Challacombe, P. M. W. Gill, B. Johnson, W. Chen, M. W. Wong, C. Gonzalez and J. A. Pople, Gaussian DVP, Revision D.02, Gaussian, Inc., Wallingford, CT, 2005
86. M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel, G. E. Scuseria, M. A. Robb, J. R. Cheeseman, G. Scalmani, V. Barone, B. Mennucci, G. A. Petersson, H. Nakatsuji, M. Caricato, X. Li, H. P. Hratchian, A. F. Izmaylov, J. Bloino, G. Zheng, J. L. Sonnenberg, M. Hada, M. Ehara, K. Toyota, R. Fukuda, J. Hasegawa, M. Ishida, T. Nakajima, Y. Honda, O. Kitao, H. Nakai, T. Vreven, J. A. Montgomery, Jr., J. E. Peralta, F. Ogliaro, M. Bearpark, J. J. Heyd, E. Brothers, K. N. Kudin, V. N. Staroverov, R. Kobayashi, J. Normand, K. Raghavachari, A. Rendell, J. C. Burant, S. S. Iyengar, J. Tomasi, M. Cossi, N. Rega, J. M. Millam, M. Klene, J. E. Knox, J. B. Cross, V. Bakken, C. Adamo, J. Jaramillo, R. Gomperts, R. E. Stratmann, O. Yazyev, A. J. Austin, R. Cammi, C. Pomelli, J. W. Ochterski, R. L. Martin, K. Morokuma, V. G. Zakrzewski, G. A. Voth, P. Salvador, J. J. Dannenberg, S. Dapprich, A. D. Daniels,. Farkas, J. B. Foresman, J. V. Ortiz, J. Cioslowski, and D. J. Fox, Gaussian 09, Revision A.1, Gaussian, Inc., Wallingford, CT, 2009
87. F. Furche R. Ahlrichs J. Chem. Phys. 2002 117 7433
88. A. D. Becke J. Chem. Phys. 1993 98 1372
89. D. Becke Phys. Rev. A: At., Mol., Opt. Phys. 1988 38 3098
90. C. Lee W. Yang R. G. Parr Phys. Rev. B 1988 37 785
91. T. Yanai D. Tew N. Handy Chem. Phys. Lett. 2004 393 51
92. M. Wanko M. Garavelli F. Bernardi T. A. Niehaus T. Frauenheim M. Elstner J. Chem. Phys. 2004 120 1674
93. C. Adamo V. Barone J. Chem. Phys. 1999 110 6158
94. R. Krishnan J. S. Binkley R. Seeger J. A. Pople J. Chem. Phys. 1980 72 650
95. J. Tomasi B. Mennucci R. Cammi Chem. Rev. 2005 105 2999
96. J. Preat P. F. Loos X. Assfeld D. Jacquemin E. A. Perpète Int. J. Quantum Chem. 2007 107 574
97. H. Zhang R. W. Murray J. Am. Chem. Soc. 1991 113 5183
98. M. Pastore E. Mosconi F. D. Angelis M. Grätzel J. Phys. Chem. C 2010 114 7205
99. K. Andersson P. A. Malmqvist B. O. Roos J. Chem. Phys. 1992 96 1218
100. M. J. Peach P. Benfield T. Helgaker D. J. Tozer J. Chem. Phys. 2008 128 044118
101. H. Tian X. Yang J. Pang R. Chen M. Liu Q. Zhang A. Hagfeldt L. Sun Adv. Funct. Mater. 2008 18 3461
102. Y. Bai Y. Cao J. Zhang M. Wang R. Li P. Whang S. M. Zakeeruddin M. Grätzel Nat. Mater. 2008 7 626
103. P. Whang S. M. Zakeeruddin R. Humphry Baker M. Grätzel Chem. Mater. 2004 16 2694
104. P. Whang S. M. Zakeeruddin J. E. Moser R. Humphry Baker M. Grätzel J. Am. Chem. Soc. 2004 126 7164