Solvent effects on the adsorption geometry and electronic structure of dye-sensitized TiO 2: A first-principles investigation

Journal of Physical Chemistry C

Volumn 116, Issue 9, 2012, Pages 5932-5940

  Mosconi, Edoardo ^a   Selloni, Annabella ^b   De Angelis, Filippo ^a  

^a UNIVERSITY OF PERUGIA   (Italy)

^b PRINCETON UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ACID/BASE PROPERTIES; ADSORBED MOLECULES; ADSORPTION ENERGIES; ADSORPTION GEOMETRIES; ANATASE TIO; BONDING DISTANCES; CHEMICAL ENVIRONMENT; DYE ADSORPTION; DYE SENSITIZED; DYE-SENSITIZED SOLAR CELLS; ELECTRONIC COUPLING; FIRST-PRINCIPLES CALCULATION; FIRST-PRINCIPLES INVESTIGATIONS; FLAT BAND; GAIN INSIGHT; ORGANIC DYE; SEMI-CONDUCTOR SURFACES; SOLVENT EFFECTS; SOLVENT MOLECULES; TIO;

ACETONITRILE; ADSORPTION; CALCULATIONS; CHEMICAL STABILITY; CONDUCTION BANDS; ELECTRONIC PROPERTIES; ELECTRONIC STRUCTURE; MONOLAYERS; ORGANIC SOLVENTS; SOLAR CELLS; SOLVENTS; TITANIUM DIOXIDE;

GEOMETRY;

EID: 84858139009     PISSN: 19327447     EISSN: 19327455     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp209420h     Document Type: Article

References (70)

1. O'Regan, B.; Grätzel, M. Nature 1991, 353, 737-740
2. Hagfeldt, A.; Boschloo, G.; Sun, L.; Kloo, L.; Pettersson, H. Chem. Rev. 2010, 110, 6595-6663
3. Grätzel, M. Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1788-1798
4. Grätzel, M. Nature 2001, 414, 338-344
5. Murakoshi, K.; Kano, G.; Wada, Y.; Yanagida, S.; Miyazaky, H.; Matsumoto, M.; Murasawa, S. J. Electronal. Chem. 1995, 396, 27-34
6. Bach, U.; Lupo, D.; Comte, P.; Moser, J. E.; Weissortel, F.; Salbeck, J.; Spreitzer, H.; Grätzel, M. Nature 1998, 395, 583-585
7. Hagfeldt, A.; Didriksson, B.; Palmquist, T.; Lindström, H.; Södergren, S.; Rensmo, H.; Lindsquist, S. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 1994, 31, 481-488
8. Boschloo, G.; Lindström, J; Magnussom, E.; Holmberg, A.; Hagfeldt, A. J. Photochem. Photobiol., A 2002, 148, 11-15
9. Nazeeruddin, M.; Kay, A.; Rodicio, I.; Humphry-Baker, R.; Muller, E.; Liska, P.; Vlachopoulos, N.; Grätzel, M. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 6382-6390
10. Nazeeruddin, M.; Pechy, P.; Renouard, T.; Zakeeruddin, S.; Humphry-Baker, R.; Comte, P.; Liska, P.; Cevey, L.; Costa, E.; Shklover, V. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 1613-1624
11. Nazeeruddin, M.; De Angelis, F.; Fantacci, S.; Selloni, A.; Viscardi, G.; Liska, P.; Ito, S.; Takeru, B.; Grätzel, M. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 16835-16847
12. Fukui, A.; Ryoichi, K.; Yamanaka, R.; Islam, A.; Han, L. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2006, 90, 649-658
13. Lee, K. M.; Suryanarayanan, V.; Ho, K. C. J. Power Sources 2009, 188, 635-641
14. Chen, P.; Yum, J. H.; De Angelis, F.; Mosconi, E.; Fantacci, S.; Moon, S.-J.; Baker, R. H.; Ko, J.; Nazeeruddin, M. K.; Grätzel, M. Nano Lett. 2009, 9, 2487-2492
15. De Angelis, F.; Fantacci, S.; Selloni, A.; Grätzel, M.; Nazeeruddin, M. K. Nano Lett. 2007, 7, 3189-3895
16. Tropsha, T. G.; Harvey, N. G. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 2259-2266
17. Liu, Y.; Hagfeldt, A.; Xiao, X.-R.; Lindquist, S.-E. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 1998, 55, 267-281
18. Hui, Z.; Xiong, Y.; Heng, L.; Yuan, L.; Yu-Xiang, W. Chin. Phys. Lett. 2007, 24, 3272-3275
19. Lu, H.-L.; Lee, Y.-H.; Huang, S.-T.; Su, C.; Yang, T. C.-K. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2011, 95, 158-162
20. Jung, Y.-S.; Yoo, B.; Lim, M. K.; Lee, S. Y.; Kim, K.-J. Electrochem. Acta 2009, 54, 6286-6291
21. Hahlin, M.; Johansson, E. M. J.; Schölin, R.; Siegbahn, H.; Rensmo, H. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 11996-12004
22. Mikoshiba, S.; Murai, S.; Sumino, H.; Kado, T.; Kosugi, D.; Hayase, S. Curr. Appl. Phys. 2005, 5, 152-158
23. Weidmann, J.; Dittrich, T.; Konstantinova, E.; Lauermann, I.; Uhlendorf, I.; Koch, F. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 1998, 56, 153-165
24. Mikoshiba, S.; Murai, S.; Sumino, H.; Hayase, S. Chem. Lett. 2002, 12, 1156-1157
25. De Angelis, F.; Fantacci, S.; Gebauer, R. J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 813-817
26. Lee, K.-M.; Suryanarayanan, V.; Ho, K.-C. J. Power Sources 2009, 188, 635-641
27. Redmond, G.; Fitzmaurice, D. J. Phys. Chem. 1993, 97, 1426-1430
28. Rothenberger, G.; Fitzmaurice, D.; Grätzel, M. J. Phys. Chem. 1992, 96, 5983-5986
29. O'Regan, B.; Grätzel, M.; Fitzmaurice, D. J. Phys. Chem. 1991, 95, 10525-10528
30. Boschloo, G.; Fitzmaurice, D. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 7860-7868
31. Li, W.-K.; Gong, X.-Q.; Lu, G.; Selloni, A. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 6594-6596
32. Gong, X.-Q.; Selloni, A.; Vittadini, A. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 2804-2811
33. Vittadini, A.; Selloni, A.; Rotzinger, F. P.; Grätzel, M. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 1300-1306
34. Miller, K. L.; Musgrave, C. B.; Falconer, J. L.; Medlin, J. W. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 2738-2749
35. Miller, K. L.; Falconer, J. L.; Medlin, J. W. J. Catal. 2011, 278, 321-328
36. Martsinovich, N.; Jones, D. R.; Troisi, A. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 22659-22670
37. Martsinovich, N.; Troisi, A. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 4473-4495
38. Nilsing, M.; Persson, P.; Ojamäe, L. Chem. Phys. Lett. 2005, 415, 375-380
39. Hirva, P.; Haukka, M. Langmuir 2010, 26, 17075-17081
40. Bermudez, M. Surf. Sci. 2010, 604, 706-712
41. Rocca, D.; Gebauer, R.; De Angelis, F.; Nazeeruddin, M. K.; Baroni, S. Chem. Phys. Lett. 2009, 475, 49-53
42. Pastore, M.; De Angelis, F. ACS Nano 2010, 4, 556-562
43. Srinivas, K.; Sivakumar, G.; Kumara, Ch. R.; Reddy, M. A.; Bhanuprakash, K.; Rao, V. J.; Chen, C.-W.; Hsu, Y.-C.; Lin, J. T. Synth. Met. 2011, 161, 1671-1681
44. Martsinovich, N.; Troisi, A. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 11781-11792
45. De Angelis, F.; Fantacci, S.; Selloni, A.; Nazeeruddin, M. K.; Grätzel, M. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 6054-6061
46. De Angelis, F.; Fantacci, S.; Selloni, A.; Nazeeruddin, M. K.; Grätzel, M. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 14156-14157
47. De Angelis, F.; Fantacci, S.; Mosconi, E.; Nazeeruddin, M. K.; Grätzel, M. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 8825-8831
48. Labat, F.; Ciofini, I.; Hratchian, H. P.; Frisch, M. J.; Raghavachari, K.; Adamo, C. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 4297-4306
49. Tilocca, A.; Selloni, A. Langmuir 2004, 20, 8379-8384
50. Li, W.-K.; Gong, X.-Q.; Lu, G.; Selloni, A. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 6594-6595
51. Cheng, H.; Selloni, A. Langmuir 2010, 26, 11518-11525
52. Cheng, J.; Sprik, M. Phys. Rev. B 2010, 82, 081406
53. Schiffmann, F.; Hutter, J.; Vondele, J. V. J. Phys.: Condens. Matter 2008, 20, 064206
54. Schiffmann, F.; Vondele, J. V.; Hutter, J.; Urakawa, A.; Wirz, R.; Baiker, A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2010, 107, 4830-4833
55. Schiffmann, F.; Vondele, J. V.; Hutter, H. J.; Wirz, R.; Urakawa, A.; Baiker, A. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 8398-8404
56. Sumita, M.; Sodeyama, K.; Han, L.; Tateyama, Y. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 19849-19855
57. Pastore, M.; Mosconi, E.; De Angelis, F.; Grätzel, M. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 7205-7212
58. Hagberg, D. P.; Marinado, T.; Karlsson, K. M.; Nonomura, K.; Qin, P.; Boschloo, G.; Brinck, T.; Hagfeldt, A.; Sun, L. J. Org. Chem. 2007, 72, 9550-9556
59. Perdew, J.; P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865-3868
60. Giannozzi, P.; Baroni, S.; Bonini, N.; Calandra, M.; Car, R.; Cavazzoni, C.; Ceresoli, D.; Chiarotti, G. L.; Cococcioni, M.; Dabo, I.; et al. J. Phys.: Condens. Matter, 2009, 21, 395502.
61. te Velde, G.; Bickelhaupt, F. M.; Baerends, E. J.; Fonseca Guerra, C.; van Gisbergen, S. J. A.; Snijders, J. G.; Ziegler, T. J. Comput. Chem. 2001, 22, 931-967
62. Persson, P.; Bergstrom, R.; Lunell, S. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 10348-10351
63. De Angelis, F.; Tilocca, A.; Selloni, A. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 15024-15025
64. Lundqvist, M. J.; Nilsing, M.; Lunell, S.; Akemark, B.; Persson, P. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 20513-20525
65. Lundqvist, M. J.; Nilsing, M.; Persson, P.; Lunell, S. Int. J. Quantum Chem. 2006, 106, 3214-3234
66. Vittadini, A.; Selloni, A.; Rotzinger, F. P.; Gräztel, M. Phys. Rev. Lett. 1998, 81, 2954-2957
67. Montanari, B.; Harrison, N. M. Chem. Phys. Lett. 2002, 364, 529-534
68. Muscat, J.; Wander, A.; Harrison, N. M. Chem. Phys. Lett. 2001, 342, 397-401
69. Rühle, S.; Greenshtein, M.; Chen, S. G.; Merson, A.; Pizem, H.; Sukenik, C. S.; Cahen, D.; Zaban, A. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 18907-18913
70. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Montgomery, Jr., J. A.; Vreven, T.; Kudin, K. N.; Burant, J. C.; Gaussian 03; Gaussian, Inc.: Pittsburgh, PA, 2003.