Adsorption of organic dyes on TiO 2 surfaces in dye-sensitized solar cells: Interplay of theory and experiment

Physical Chemistry Chemical Physics

Volumn 14, Issue 46, 2012, Pages 15963-15974

  Anselmi, Chiara ^a   Mosconi, Edoardo ^a   Pastore, Mariachiara ^a   Ronca, Enrico ^a   De Angelis, Filippo ^a  

^a CNR   (Italy)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 84869425185     PISSN: 14639076     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c2cp43006a     Document Type: Review

References (114)

1. B. O'Regan M. Grätzel Nature 1991 353 737 740
2. M. Grätzel Nature 2001 414 338 344
3. M. Grätzel Acc. Chem. Res. 2009 42 1788 1798
4. M. Grätzel Inorg. Chem. 2005 44 6841 6851
5. S. Ardo G. J. Meyer Chem. Soc. Rev. 2009 38 115 164
6. A. Hagfeldt G. Boschloo L. Sun L. Kloo H. Pettersson Chem. Rev. 2010 110 6595 6663
7. N. A. Anderson T. Lian Coord. Chem. Rev. 2004 248 1231 1246
8. K. Schwarzburg R. Ernstorfer S. Felber F. Willig Coord. Chem. Rev. 2004 248 1259 1270
9. M. K. Nazeeruddin A. Kay I. Rodicio R. Humphry-Baker E. Müller P. Liska N. Vlachopoulos M. Grätzel J. Am. Chem. Soc. 1993 115 6382 6390
10. M. K. Nazeeruddin F. De Angelis S. Fantacci A. Selloni G. Viscardi P. Liska S. Ito T. Bhesso M. Grätzel J. Am. Chem. Soc. 2005 127 16835 16847
11. M. K. Nazeeruddin P. Pechy M. Grätzel Chem. Commun. 1997 1705 1706
12. M. K. Nazeeruddin P. Pechy T. Renouard S. M. Zakeeruddin R. Humphry-Baker P. Comte P. Liska L. Cevey E. Costa V. Shklover L. Spiccia G. B. Deacon C. A. Bignozzi M. Grätzel J. Am. Chem. Soc. 2001 123 1613 1624
13. L. Han A. Islam H. Chen M. Chandrasekharam B. Chiranjeevi S. Zhang X. Yang M. Yanagida Energy Environ. Sci. 2012 5 6057 6060
14. P. Wang S. M. Zakeeruddin I. Exnar M. Grätzel Chem. Commun. 2002 2972 2973
15. C. Y. Chen S. J. Wu C. G. Wu J. G. Chen K. C. Ho Angew. Chem., Int. Ed. 2006 45 5822 5825
16. F. Gao Y. Wang D. Shi J. Zhang M. Wang X. Jing R. Humphry-Baker P. Wang S. M. Zakeeruddin M. Grätzel J. Am. Chem. Soc. 2008 130 10720 10728
17. T. Bhesso E. Yoneda J.-H. Yum M. Guglielmi I. Tavernelli H. Imai U. Rothlisberger M. K. Nazeeruddin M. Grätzel J. Am. Chem. Soc. 2009 131 5930 5934
18. P. G. Bomben B. D. Koivisto C. P. Berlinguette Inorg. Chem. 2010 49 4960 4971
19. A. Mishra M. K. R. Fischer P. Bäuerle Angew. Chem., Int. Ed. 2009 48 2474 2499
20. M. Pastore E. Mosconi S. Fantacci F. De Angelis Curr. Org. Synth. 2012 9 215 232
21. W. Zeng Y. Cao Y. Bai Y. Wang Y. Shi M. Zhang F. Wang C. Pan P. Wang Chem. Mater. 2010 22 1915 1925
22. J.-H. Yum E. Baranoff F. Kessler T. Moehl S. Ahmad T. Bessho A. Marchioro E. Ghadiri J.-E. Moser C. Yi M. K. Nazeeruddin M. Grätzel Nat. Commun. 2012 3 631
23. S. L. Wu H. P. Lu H. T. Yu S. H. Chuang C. L. Chiu C. W. Lee E. W. G. Diau C. Y. Yeh Energy Environ. Sci. 2010 3 949 955
24. Y. C. Chang C. L. Wang T. Y. Pan S. H. Hong C. M. Lan H. H. Kuo C. F. Lo H. Y. Hsu C. Y. Lin E. W. G. Diau Chem. Commun. 2011 47 8910 8912
25. A. Yella H.-W. Lee H. N. Tsao C. Yi A. K. Chandiran M. K. Nazeeruddin E. W. G. Diau C. Y. Yeh S. M. Zakeeruddin M. Grätzel Science 2011 334 629 634
26. S. Ito P. Chen P. Comte M. K. Nazeeruddin P. Liska P. Pechy M. Grätzel Prog. Photovoltaics 2007 15 603 612
27. K. Shankar G. K. Mor H. E. Prakasam S. Yoriya M. Paulose O. K. Varghese C. A. Grimes Nanotechnology 2007 18 065707
28. M. Saito S. Fujihara Energy Environ. Sci. 2008 1 280 283
29. K. Keis J. Lindgren S. E. Lindquist A. Hagfeldt Langmuir 2000 16 4688 4694
30. S. Ferrere A. Zaban B. A. Gregg J. Phys. Chem. B 1997 101 4490 4493
31. A. Kay M. Grätzel Chem. Mater. 2002 14 2930 2935
32. P. Persson M. J. Lundqvist R. Ernstofer W. A. Goddard III F. Willig J. Chem. Theory Comput. 2006 2 441 451
33. M. J. Lundqvist M. Nilsing S. Lunell B. Åkemark P. Persson Inorg. Chem. 2006 110 20513 20525
34. F. Ambrosio N. Martsinovich A. Troisi J. Phys. Chem. 2012 116 2622 2629
35. J. Wiberg T. Marinado D. P. Hagberg L. Sun A. Hagfeldt B. Albinsson J. Phys. Chem. C 2009 113 3881 3886
36. M. Pastore F. De Angelis ACS Nano 2010 4 556 562
37. M. Pastore F. De Angelis Phys. Chem. Chem. Phys. 2012 14 920 928
38. M. Grätzel J. Photochem. Photobiol. A 2004 168 235
39. F. Odobel E. Blart M. Lagree M. Vilieras H. Baujtita N. El Murr S. Caramori C. A. Bignozzi J. Mat. Chem. 2003 13 502 510
40. A. Abbotto N. Manfredi C. Marinzi F. De Angelis E. Mosconi J.-H. Yum Z. Xianxi M. K. Nazeeruddin M. Grätzel Energy Environ. Sci. 2009 2 1094
41. R. Argazzi C. A. Bignozzi M. Yang G. Hasselmann G. Meyer Nano Lett. 2002 2 625 628
42. R. Katoh M. Kasuya A. Furube N. Fuke N. Koide L. Han Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2009 93 698
43. K. Hara Y. Dan-oh C. Kasada Y. Ohga A. Shinpo S. Suga K. Sayama H. Arakawa Langmuir 2004 20 4205 4210
44. A. Kay M. Grätzel J. Phys. Chem. 1993 97 6272
45. Y. Liu A. Hagfeldt X.-R. Xiao S. E. Lindquist Sol. Energy Mater. Sol. Cells 1998 55 267
46. Z. Hui Y. Xiong L. Heng L. Yuan W. Yu-Xiang Chim. Phys. Lett. 2007 24 3272
47. P. Falaras Sol. Energy Mater. Sol. Cells 1998 53 163 175
48. K. S. Finnie J. R. Bartlett J. L. Woolfrey Langmuir 1998 14 2744 2749
49. E. M. J. Johansson T. Edvinsson M. Odelius D. P. Hagberg L. Sun A. Hagfeldt H. Siegbahn H. Rensmo J. Phys. Chem. C 2007 111 8580 8586
50. T. Marinado D. Hagberg M. Hedlund T. Edvinsson E. Johansson G. Boschloo H. Rensmo T. Brinck L. Sun A. Hagfeldt Phys. Chem. Chem. Phys. 2009 11 133 141
51. M. Hahlin E. Johansson S. Plogmaker M. Odelius L. Sun H. Siegbahn H. Rensmo Phys. Chem. Chem. Phys. 2010 12 1507
52. K. M. Karlsson X. Jiang S. K. Eriksson E. Gabrielsson H. Rensmo A. Hagfeldt L. Sun Chem.-Eur. J. 2011 17 6415
53. M. J. Griffith M. James G. Triani P. Wagner G. G. Wallace D. L. Officer Langmuir 2011 27 12944 12950
54. M. Nara H. Torii M. Tasumi J. Phys. Chem. 1996 100 19812
55. G. B. Deacon R. J. Phillips Coord. Chem. Rev. 1980 33 227
56. S. Fantacci F. De Angelis Coord. Chem. Rev. 2011 255 2704
57. N. Martsinovich A. Troisi Energy Environ. Sci. 2011 4 4473
58. K. Srinivas K. Yesudas K. Bhanuprakash V. J. Rao L. Giribabu J. Phys. Chem. C 2009 113 20117
59. F. De Angelis S. Fantacci R. Gebauer J. Phys. Chem. Lett. 2011 2 813
60. M. Pastore F. De Angelis J. Phys. Chem. Lett. 2011 2 1261
61. F. Ambrosio N. Martsinovich A. Troisi J. Phys. Chem. Lett. 2012 3 1531
62. F. De Angelis S. Fantacci A. Selloni M. K. Nazeeruddin M. Grätzel J. Am. Chem. Soc. 2007 129 14156
63. F. De Angelis S. Fantacci A. Selloni M. Grätzel M. K. Nazeeruddin Nano Lett. 2007 7 3189
64. F. Schiffmann J. VandeVondele J. Hutter R. Wirz A. Urakawa A. Baiker J. Phys. Chem. C 2010 114 8398
65. P. Chen J. H. Yum F. D. Angelis E. Mosconi S. Fantacci S.-J. Moon R. H. Baker J. Ko M. K. Nazeeruddin M. Grätzel Nano Lett. 2009 9 2487
66. F. De Angelis S. Fantacci A. Selloni M. K. Nazeeruddin M. Grätzel J. Phys. Chem. C 2010 114 6054
67. F. De Angelis S. Fantacci E. Mosconi M. K. Nazeeruddin M. Grätzel J. Phys. Chem. C 2011 115 8825
68. D. Rocca R. Gebauer F. De Angelis M. K. Nazeeruddin S. Baroni Chem. Phys. Lett. 2009 475 49
69. N. Martsinovich D. R. Jones A. Troisi J. Phys. Chem. C 2010 114 22659
70. N. Martsinovich A. Troisi J. Phys. Chem. C 2011 115 11781
71. F. De Angelis Chem. Phys. Lett. 2010 493 323
72. F. Labat C. Adamo J. Phys. Chem. C 2007 111 15034
73. R. Luschtinetz S. Gemming G. Seifert Eur. Phys. J. Plus 2011 126 1
74. S. Manzhos H. Segawa K. Yamashita Phys. Chem. Chem. Phys. 2012 14 1749
75. P. Persson R. Bergstrom S. Lunell J. Phys. Chem. B 2000 104 10348
76. E. Mosconi A. Selloni F. De Angelis J. Phys. Chem. C 2011 115 25219
77. A. Vittadini A. Selloni F. P. Rotzinger M. Grätzel J. Phys. Chem. B 2000 104 1300
78. G. te Velde F. M. Bickelhaupt E. J. Baerends C. Fonseca Guerra S. J. A. van Gisbergen J. G. Snijders T. Ziegler J. Comput. Chem. 2001 22 931
79. J. P. Perdew K. Burke M. Ernzerhof Phys. Rev. Lett. 1996 77 3865
80. A. D. Becke Phys. Rev. A 1988 38 309830100
81. V. Barone M. Cossi J. Tomasi J. Chem. Phys. 1997 107 3210
82. 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 03, Revision C.02, Gaussian, Inc., Wallingford CT, 2004
83. R. Car M. Parrinello Phys. Rev. Lett. 1985 55 2471
84. P. Giannozzi S. Baroni N. Bonini M. Calandra R. Car C. Cavazzoni D. Ceresoli G. L. Chiarotti M. Cococcioni I. Dabo A. Dal Corso S. De Gironcoli S. Fabris G. Frates R. Gebauer U. Gerstmann C. Gougoussis A. Kokalj M. Lazzeri L. Martin-Samos N. Marzari F. Mauri R. Mazzarello S. Paolini A. Pasquarello L. Paulatto C. Sbraccia S. Scandolo G. Sclauzero A. P. Seitsonen A. Smogunov P. Umaril R. M. Wentzcovitch J. Phys.: Condens. Matter 2009 21 395502
85. Z.-F. Pei V. Ponec Appl. Surf. Sci. 1996 103 171
86. M. A. Hasan M. I. Zaki L. Pasupulety Appl. Catal., A 2003 243 81
87. A. S. Foster R. M. Nieminen J. Chem. Phys. 2004 121 9039
88. K. L. Miller C. B. Musgrave J. L. Falconer J. W. Medlin J. Phys. Chem. C 2011 115 2738
89. K. L. Miller J. L. Falconer J. W. Medlin J. Catal. 2011 278 321
90. D. P. Hagberg T. Edvinsson T. Marinado G. Boschloo A. Hagfeldt L. C. Sun Chem. Commun. 2006 2245
91. D. P. Hagberg J.-H. Yum H. Lee F. De Angelis T. Marinado K. M. Karlsson R. Humphry-Baker L. Sun A. Hagfeldt M. Grätzel M. K. Nazeeruddin J. Am. Chem. Soc. 2008 130 6259
92. J. Wiberg T. Marinado D. P. Hagberg L. Sun A. Hagfeldt B. Albinsson J. Phys. Chem. C 2009 113 3881
93. 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
94. W. H. Howie F. Claeyssens H. Miura L. M. Peter J. Am. Chem. Soc. 2008 130 1367
95. U. B. Cappel S. M. Feldt J. Schoneboom A. Hagfeldt G. Boschloo J. Am. Chem. Soc. 2010 132 9096
96. H. Long D. Zhou M. Zhang C. Peng S. Uchida P. Wang J. Phys. Chem. C 2011 115 14408
97. J. P. Muscat D. M. Newns Prog. Surf. Sci. 1978 9 1
98. G. Boschloo A. Hagfeldt Acc. Chem. Res. 2009 42 1819
99. S. Ito H. Miura S. Uchida M. Takata K. Sumioka P. Liska P. Comte P. Pechy M. Grätzel Chem. Commun. 2008 5194
100. N. Koumura Z.-S. Wang S. Mori M. Miyashita E. Suzuki K. Hara J. Am. Chem. Soc. 2006 128 14256
101. A. Burke S. Ito H. J. Snaith U. Bach J. Kwiatkowski M. Grätzel Nano Lett. 2008 8 977
102. B. C. O'Regan K. Walley M. Juozapavicius A. Y. Anderson F. Matar T. Ghaddar S. M. Zakeeruddin C. Klein J. R. Durrant J. Am. Chem. Soc. 2009 131 3541
103. M. Miyashita K. Sunahara K. Nishikawa Y. Uemura N. Koumura K. Hara A. Mori T. Abe E. Suzuki S. Mori J. Am. Chem. Soc. 2008 130 17874
104. M. Planells L. Pelleja J. N. Clifford M. Pastore F. De Angelis Ń. Lopez S. R. Marder E. Palomares Energy Environ. Sci. 2011 4 1820
105. Y. Bai J. Zhang D. Zhou Y. Wang M. Zhang P. Wang J. Am. Chem. Soc. 2011 133 11442
106. M. Tuikka P. Hirva K. Rissanen J. Korppi-Tommola M. Haukka Chem. Commun. 2011 47 4499
107. T. Privalov G. Boschloo A. Hagfeldt P. H. Svensson L. Kloo J. Phys. Chem. C 2009 113 783
108. C.-H. Hu A. M Asaduzzaman G. Schreckenbach J. Phys. Chem. C 2010 114 15165
109. F. Schiffmann J. VandeVondele J. Hutter A. Urakawa R. Wirz A. Baiker Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2010 107 4830
110. J. Nyhlen G. Boschloo A. Hagfeldt L. Kloo T. Privalov Chem. Phys. Chem. 2010 11 1858 1862
111. H. Kusama H. Sugihara K. Sayama J. Phys. Chem. C 2011 115 2544 2552
112. M. G. Lobello S. Fantacci F. De Angelis J. Phys. Chem. C 2011 115 18863
113. M. Pastore E. Mosconi F. De Angelis J. Phys. Chem. C 2012 116 5965
114. W. R. Duncan C. F. Craig O. V. Prezhdo J. Am. Chem. Soc. 2007 129 8528