Improvement of dye-sensitized solar cells toward the broader light harvesting of the solar spectrum

Chemical Communications

Volumn 49, Issue 15, 2013, Pages 1471-1487

  Kannan Balasingam, Suresh ^a   Lee, Minoh ^a   Gu Kang, Man ^b   Jun, Yongseok ^a  

^a Ulsan National Institute of Science and Technology   (South Korea)

^b Electronics and Telecommunications Research Institute (ETRI)   (South Korea)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

DYE; ELECTROLYTE;

ABSORPTION SPECTROSCOPY; ARTICLE; CHEMICAL ENGINEERING; DYE SENSITIZED SOLAR CELL; ELECTRODE; SOLAR ENERGY;

EID: 84873028212     PISSN: 13597345     EISSN: 1364548X     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c2cc37616d     Document Type: Article

References (131)

1. W. West, Photogr. Sci. Eng., 1974, 18, 35
2. J. N. Moser, Monatsh. Chem., 1887, 8, 373
3. S. Namba, Y. Hishiki, J. Phys. Chem., 1965, 69, 774
4. H. Gerischer, M. E. Michel-Beyerle, F. Rebentrost, H. Tributsch, Electrochim. Acta., 1968, 13, 1509
5. E. Daltrozzo, H. Tributsch, Photogr. Sci. Eng., 1975, 19, 308
6. M. T. Spitler, M. Calvin, J. Chem. Phys., 1977, 66, 4294
7. K. Kalyanasundaram, N. Vlachopoulos, V. Krishnan, A. Monnier, M. Grätzel, J. Phys. Chem., 1987, 91, 2342
8. L. Kavan, M. Grätzel, Electrochim. Acta., 1989, 34, 1327
9. R. Amadelli, R. Argazzi, C. A. Bignozzi, F. Scandola, J. Am. Chem. Soc., 1990, 112, 7099
10. B. O'Regan, M. Grätzel, Nature., 1991, 353, 737
11. K. Fujihara, A. Kumar, R. Jose, S. Ramakrishna, S. Uchida, Nanotechnology., 2007, 18, 365709
12. Q. Huang, G. Zhou, L. Fang, L. Hu, Z.-S. Wang, Energy Environ. Sci., 2011, 4, 2145
13. Y. Jun, J. H. Park, M. G. Kang, Chem. Commun., 2012, 48, 6456
14. H. J. Koo, Y. J. Kim, Y. H. Lee, W. I. Lee, K. Kim, N. G. Park, Adv. Mater., 2008, 20, 195
15. D. Wu, F. Zhu, J. Li, H. Dong, Q. Li, K. Jiang, D. Xu, J. Mater. Chem., 2012, 22, 11665
16. H. S. Lee, S. H. Bae, Y. Jo, K. J. Kim, Y. Jun, C. H. Han, Electrochim. Acta., 2010, 55, 7159
17. 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
18. M. K. Nazeeruddin, P. Péchy, T. Renouard, S. M. Zakeeruddin, R. Humphry-Baker, P. Cointe, 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
19. M. Grätzel, J. Photochem. Photobiol., A., 2004, 164, 3
20. P. Chiu, S. Wojtczuk, X. Zhang, C. Harris, D. Pulver, M. Timmons, IEEE Photovoltaic Spec. Conf. 37th., 2011, 000771
21. S. Lü, X. Qu, J. Semicond., 2011, 32, 112003
22. D. Shahrjerdi, S. W. Bedell, C. Ebert, C. Bayram, B. Hekmatshoar, K. Fogel, P. Lauro, M. Gaynes, T. Gokmen, J. A. Ott, D. K. Sadana, Appl. Phys. Lett., 2012, 100, 053901
23. S. Wojtczuk, P. Chiu, Z. Xuebing, D. Derkacs, C. Harris, D. Pulver, M. Timmons, IEEE Photovoltaic Spec. Conf., 35th., 2010, 001259
24. W. Shockley, H. J. Queisser, Jpn. J. Appl. Phys., 1961, 32, 510
25. F. De Angelis, S. Fantacci, E. Mosconi, M. K. Nazeeruddin, M. Grätzel, J. Phys. Chem. C., 2011, 115, 8825
26. M. K. Nazeeruddin, P. Péchy, M. Grätzel, Chem. Commun., 1997, 1705
27. A. Islam, H. Sugihara, M. Yanagida, K. Hara, G. Fujihashi, Y. Tachibana, R. Katoh, S. Murata, H. Arakawa, New J. Chem., 2002, 26, 966
28. A. Mishra, N. Pootrakulchote, M. Wang, S. J. Moon, S. M. Zakeeruddin, M. Grätzel, P. Bäuerle, Adv. Funct. Mater., 2011, 21, 963
29. P. G. Bomben, T. J. Gordon, E. Schott, C. P. Berlinguette, Angew. Chem., Int. Ed., 2011, 50, 10682
30. W. C. Chang, H. S. Chen, T. Y. Li, N. M. Hsu, Y. S. Tingare, C. Y. Li, Y. C. Liu, C. Su, W. R. Li, Angew. Chem., Int. Ed., 2010, 49, 8161
31. C. C. Chou, K. L. Wu, Y. Chi, W. P. Hu, S. J. Yu, G. H. Lee, C. L. Lin, P. T. Chou, Angew. Chem., Int. Ed., 2011, 50, 2054
32. T. Funaki, H. Funakoshi, O. Kitao, N. Onozawa-Komatsuzaki, K. Kasuga, K. Sayama, H. Sugihara, Angew. Chem., Int. Ed., 2012, 51, 7528
33. S. H. Yang, K. L. Wu, Y. Chi, Y. M. Cheng, P. T. Chou, Angew. Chem., Int. Ed., 2011, 50, 8270
34. J. H. Yum, D. P. Hagberg, S. J. Moon, K. M. Karlsson, T. Marinado, L. Sun, A. Hagfeldt, M. K. Nazeeruddin, M. Grätzel, Angew. Chem., Int. Ed., 2009, 48, 1576
35. B. S. Chen, K. Chen, Y. H. Hong, W. H. Liu, T. H. Li, C. H. Lai, P. T. Chou, Y. Chi, G. H. Lee, Chem. Commun., 2009, 5844
36. W. K. Huang, C. W. Cheng, S. M. Chang, Y. P. Lee, E. W. G. Diau, Chem. Commun., 2010, 46, 8992
37. S. Kim, D. Kim, H. Choi, M. S. Kang, K. Song, S. O. Kang, J. Ko, Chem. Commun., 2008, 4951
38. C. Y. Lee, C. She, N. C. Jeong, J. T. Hupp, Chem. Commun., 2010, 46, 6090
39. B. Liu, W. Zhu, Q. Zhang, W. Wu, M. Xu, Z. Ning, Y. Xie, H. Tian, Chem. Commun., 2009, 1766
40. S. Qu, C. Qin, A. Islam, Y. Wu, W. Zhu, J. Hua, H. Tian, L. Han, Chem. Commun., 2012, 48, 6972
41. H. Tian, X. Yang, R. Chen, Y. Pan, L. Li, A. Hagfeldt, L. Sun, Chem. Commun., 2007, 3741
42. H. Tian, X. Yang, J. Cong, R. Chen, J. Liu, Y. Hao, A. Hagfeldt, L. Sun, Chem. Commun., 2009, 6288
43. K. L. Wu, H. C. Hsu, K. Chen, Y. Chi, M. W. Chung, W. H. Liu, P. T. Chou, Chem. Commun., 2010, 46, 5124
44. G. Zhang, H. Bala, Y. Cheng, D. Shi, X. Lv, Q. Yu, P. Wang, Chem. Commun., 2009, 2198
45. H. Choi, I. Raabe, D. Kim, F. Teocoli, C. Kim, K. Song, J. H. Yum, J. Ko, M. K. Nazeeruddin, M. Grätzel, Chem.-Eur. J., 2010, 16, 1193
46. K. M. Karlsson, X. Jiang, S. K. Eriksson, E. Gabrielsson, H. Rensmo, A. Hagfeldt, L. Sun, Chem.-Eur. J., 2011, 17, 6415
47. T. Funaki, M. Yanagida, N. Onozawa-Komatsuzaki, K. Kasuga, Y. Kawanishi, H. Sugihara, Chem. Lett., 2009, 38, 62
48. Z. Jin, H. Masuda, N. Yamanaka, M. Minami, T. Nakamura, Y. Nishikitani, Chem. Lett., 2009, 38, 44
49. J. J. Kim, H. Choi, C. Kim, M. S. Kang, H. S. Kang, J. Ko, Chem. Mater., 2009, 21, 5719
50. J. F. Yin, J. G. Chen, Z. Z. Lu, K. C. Ho, H. C. Lin, K. L. Lu, Chem. Mater., 2010, 22, 4392
51. W. Zeng, Y. Cao, Y. Bai, Y. Wang, Y. Shi, M. Zhang, F. Wang, C. Pan, P. Wang, Chem. Mater., 2010, 22, 1915
52. M. Chandrasekharam, T. Suresh, S. P. Singh, B. Priyanka, K. Bhanuprakash, A. Islam, L. Han, M. Lakshmi Kantam, Dalton Trans., 2012, 41, 8770
53. A. J. Hallett, J. E. Jones, Dalton Trans., 2011, 40, 3871
54. M. Xu, D. Zhou, N. Cai, J. Liu, R. Li, P. Wang, Energy Environ. Sci., 2011, 4, 4735
55. F. Gao, Y. Cheng, Q. Yu, S. Liu, D. Shi, Y. Li, P. Wang, Inorg. Chem., 2009, 48, 2664
56. J. J. Kim, H. Choi, S. Paek, C. Kim, K. Lim, M. J. Ju, H. S. Kang, M. S. Kang, J. Ko, Inorg. Chem., 2011, 50, 11340
57. J. J. Kim, K. Lim, H. Choi, S. Fan, M. S. Kang, G. Gao, H. S. Kang, J. Ko, Inorg. Chem., 2010, 49, 8351
58. A. Anthonysamy, Y. Lee, B. Karunagaran, V. Ganapathy, S. W. Rhee, S. Karthikeyan, K. S. Kim, M. J. Ko, N. G. Park, M. J. Ju, J. K. Kim, J. Mater. Chem., 2011, 21, 12389
59. B. S. Chen, D. Y. Chen, C. L. Chen, C. W. Hsu, H. C. Hsu, K. L. Wu, S. H. Liu, P. T. Chou, Y. Chi, J. Mater. Chem., 2011, 21, 1937
60. C. P. Hsieh, H. P. Lu, C. L. Chiu, C. W. Lee, S. H. Chuang, C. L. Mai, W. N. Yen, S. J. Hsu, E. W. G. Diau, C. Y. Yeh, J. Mater. Chem., 2010, 20, 1127
61. J. J. Kim, H. Choi, J. W. Lee, M. S. Kang, K. Song, S. O. Kang, J. Ko, J. Mater. Chem., 2008, 18, 5223
62. J. Y. Li, C. Y. Chen, J. G. Chen, C. J. Tan, K. M. Lee, S. J. Wu, Y. L. Tung, H. H. Tsai, K. C. Ho, C. G. Wu, J. Mater. Chem., 2010, 20, 7158
63. L. Y. Lin, C. H. Tsai, K. T. Wong, T. W. Huang, C. C. Wu, S. H. Chou, F. Lin, S. H. Chen, A. I. Tsai, J. Mater. Chem., 2011, 21, 5950
64. M. Marszalek, S. Nagane, A. Ichake, R. Humphry-Baker, V. Paul, S. M. Zakeeruddin, M. Grätzel, J. Mater. Chem., 2012, 22, 889
65. D. Kim, K. Song, M. S. Kang, J. W. Lee, S. O. Kang, J. Ko, J. Photochem. Photobiol., A., 2009, 201, 102
66. Y. Cao, Y. Bai, Q. Yu, Y. Cheng, S. Liu, D. Shi, F. Gao, P. Wang, J. Phys. Chem. C., 2009, 113, 6290
67. S. Q. Fan, C. Kim, B. Fang, K. X. Liao, G. J. Yang, C. J. Li, J. J. Kim, J. Ko, J. Phys. Chem. C., 2011, 115, 7747
68. S. R. Jang, J. H. Yum, C. Klein, K. J. Kim, P. Wagner, D. Officer, M. Grätzel, M. K. Nazeeruddin, J. Phys. Chem. C., 2009, 113, 1998
69. Z. Jin, H. Masuda, N. Yamanaka, M. Minami, T. Nakamura, Y. Nishikitani, J. Phys. Chem. C., 2009, 113, 2618
70. R. Li, X. Lv, D. Shi, D. Zhou, Y. Cheng, G. Zhang, P. Wang, J. Phys. Chem. C., 2009, 113, 7469
71. C. F. Lo, S. J. Hsu, C. L. Wang, Y. H. Cheng, H. P. Lu, E. W. G. Diau, C. Y. Lin, J. Phys. Chem. C., 2010, 114, 12018
72. S. Mathew, H. Iijima, Y. Toude, T. Umeyama, Y. Matano, S. Ito, N. V. Tkachenko, H. Lemmetyinen, H. Imahori, J. Phys. Chem. C., 2011, 115, 14415
73. S. Paek, H. Choi, H. Choi, C. W. Lee, M. S. Kang, K. Song, M. K. Nazeeruddin, J. Ko, J. Phys. Chem. C., 2010, 114, 14646
74. M. Xu, S. Wenger, H. Bala, D. Shi, R. Li, Y. Zhou, S. M. Zakeeruddin, M. Grätzel, P. Wang, J. Phys. Chem. C., 2009, 113, 2966
75. Q. Yu, S. Liu, M. Zhang, N. Cai, Y. Wang, P. Wang, J. Phys. Chem. C., 2009, 113, 14559
76. X. H. Zhang, Z. S. Wang, Y. Cui, N. Koumura, A. Furube, K. Hara, J. Phys. Chem. C., 2009, 113, 13409
77. D. Zhou, N. Cai, H. Long, M. Zhang, Y. Wang, P. Wang, J. Phys. Chem. C., 2011, 115, 3163
78. X. Zong, M. Liang, C. Fan, K. Tang, G. Li, Z. Sun, S. Xue, J. Phys. Chem. C., 2012, 116, 11241
79. K. L. Wu, C. H. Li, Y. Chi, J. N. Clifford, L. Cabau, E. Palomares, Y. M. Cheng, H. A. Pan, P. T. Chou, J. Am. Chem. Soc., 2012, 134, 7488
80. K. Do, D. Kim, N. Cho, S. Paek, K. Song, J. Ko, Org. Lett., 2012, 14, 222
81. K. Guo, K. Yan, X. Lu, Y. Qiu, Z. Liu, J. Sun, F. Yan, W. Guo, S. Yang, Org. Lett., 2012, 14, 2214
82. J. T. Lin, P. C. Chen, Y. S. Yen, Y. C. Hsu, H. H. Chou, M. C. P. Yeh, Org. Lett., 2009, 11, 97
83. 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
84. C. Baik, D. Kim, M. S. Kang, K. Song, S. O. Kang, J. Ko, Tetrahedron., 2009, 65, 5302
85. Y. Hao, X. Yang, J. Cong, A. Hagfeldt, L. Sun, Tetrahedron., 2012, 68, 552
86. A. Mishra, M. K. R. Fischer, P. Büuerle, Angew. Chem., Int. Ed., 2009, 48, 2474
87. F. Inakazu, Y. Noma, Y. Ogomi, S. Hayase, Appl. Phys. Lett., 2008, 93, 093304
88. A. Ehret, L. Stuhl, M. T. Spitler, J. Phys. Chem. B., 2001, 105, 9960
89. H. Deng, H. Mao, Z. Lu, J. Li, H. Xu, J. Photochem. Photobiol., A., 1997, 110, 47
90. H. Deng, Z. Lu, H. Mao, Y. Shen, J. Chem. Soc., Faraday Trans., 1998, 94, 659
91. H. Deng, H. Zhang, B. Liang, Z. Lu, Jpn. J. Appl. Phys., Part 2., 1998, 37, L132
92. H. Deng, Y. Zhou, H. Mao, Z. Lu, Synth. Met., 1998, 92, 269
93. Y. Noma, K. Iizuka, Y. Ogomi, S. S. Pandey, S. Hayase, Jpn. J. Appl. Phys., 2009, 48, 020213
94. J. N. Clifford, E. Palomares, M. K. Nazeeruddin, R. Thampi, M. Grätzel, J. R. Durrant, J. Am. Chem. Soc., 2004, 126, 5670
95. H. Choi, S. Kim, S. O. Kang, J. Ko, M. S. Kang, J. N. Clifford, A. Forneli, E. Palomares, M. K. Nazeeruddin, M. Grätzel, Angew. Chem., Int. Ed., 2008, 47, 8259
96. K. Lee, S. W. Park, M. J. Ko, K. Kim, N. G. Park, Nat. Mater., 2009, 8, 665
97. F. Huang, D. Chen, L. Cao, R. A. Caruso, Y. B. Cheng, Energy Environ. Sci., 2011, 4, 2803
98. Q. Miao, L. Wu, J. Cui, M. Huang, T. Ma, Adv. Mater., 2011, 23, 2764
99. G. J. Yang, S. Q. Fan, C. J. Li, C. X. Li, Nanosci. Nanotechnol. Lett., 2011, 3, 483
100. C. M. Lan, H. P. Wu, T. Y. Pan, C. W. Chang, W. S. Chao, C. T. Chen, C. L. Wang, C. Y. Lin, E. W. G. Diau, Energy Environ. Sci., 2012, 5, 6460
101. M. Dürr, A. Bamedi, A. Yasuda, G. Nelles, Appl. Phys. Lett., 2004, 84, 3397
102. M. Murayama, T. Mori, J. Phys. D: Appl. Phys., 2007, 40, 1664
103. W. Kubo, A. Sakamoto, T. Kitamura, Y. Wada, S. Yanagida, J. Photochem. Photobiol., A., 2004, 164, 33
104. M. Yanagida, N. Onozawa-Komatsuzaki, M. Kurashige, K. Sayama, H. Sugihara, Sol. Energy Mater. Sol. Cells., 2010, 94, 297
105. M. Murayama, T. Mori, Thin Solid Films., 2008, 516, 2716
106. S.-Q. Fan, B. Fang, H. Choi, S. Paik, C. Kim, B.-S. Jeong, J.-J. Kim, J. Ko, Electrochim. Acta., 2010, 55, 4642
107. L. Sun, S. Zhang, X. Wang, X. W. Sun, D. Y. Ong, A. K. Ko Kyaw, Energy Environ. Sci., 2011, 4, 2240
108. L. Li, Y. Hao, X. Yang, J. Zhao, H. Tian, C. Teng, A. Hagfeldt, L. Sun, ChemSusChem., 2011, 4, 609
109. T. Yamaguchi, Y. Uchida, S. Agatsuma, H. Arakawa, Sol. Energy Mater. Sol. Cells., 2009, 93, 733
110. J. Usagawa, S. S. Pandey, S. Hayase, M. Kono, Y. Yamaguchi, Appl. Phys. Express., 2009, 2, 062203
111. J. Usagawa, M. Kaya, Y. Ogomi, S. S. Pandey, S. Hayase, J. Photonics Energy., 2011, 1, 011110
112. K. Uzaki, S. S. Pandey, S. Hayase, J. Photochem. Photobiol., A., 2010, 216, 104
113. K. Uzaki, S. S. Pandey, Y. Ogimi, S. Hayase, Jpn. J. Appl. Phys., 2010, 49, 082301
114. A. Nattestad, A. J. Mozer, M. K. R. Fischer, Y. B. Cheng, A. Mishra, P. Bauerle, U. Bach, Nat. Mater., 2010, 9, 31
115. J. He, H. Lindström, A. Hagfeldt, S. E. Lindquist, Sol. Energy Mater. Sol. Cells., 2000, 62, 265
116. A. Nakasa, H. Usami, S. Sumikura, S. Hasegawa, T. Koyama, E. Suzuki, Chem. Lett., 2005, 34, 500
117. Y. Hu, Z. Zheng, H. Jia, Y. Tang, L. Zhang, J. Phys. Chem. C., 2008, 112, 13037
118. E. A. Gibson, A. L. Smeigh, L. Le Pieux, J. Fortage, G. Boschloo, E. Blart, Y. Pellegrin, F. Odobel, A. Hagfeldt, L. Hammarström, Angew. Chem., Int. Ed., 2009, 48, 4402
119. J. He, H. Lindström, A. Hagfeldt, S. E. Lindquist, J. Phys. Chem. B., 1999, 103, 8940
120. S. Nakabayashi, N. Ohta, A. Fujishima, Phys. Chem. Chem. Phys., 1999, 1, 3993
121. P. Liska, K. R. Thampi, M. Grätzel, D. Brémaud, D. Rudmann, H. M. Upadhyaya, A. N. Tiwari, Appl. Phys. Lett., 2006, 88, 203103
122. T. Tinoco, C. Rincon, M. Quintero, G. Sanchez Perez, Phys. Status Solidi A., 1991, 124, 427
123. S. Wenger, S. Seyrling, A. N. Tiwari, M. Grätzel, Appl. Phys. Lett., 2009, 94, 173508
124. W. L. Wang, H. Lin, J. Zhang, X. Li, A. Yamada, M. Konagai, J. B. Li, Sol. Energy Mater. Sol. Cells., 2010, 94, 1753
125. W.-S. Jeong, J.-W. Lee, S. Jung, J. H. Yun, N.-G. Park, Sol. Energy Mater. Sol. Cells., 2011, 95, 3419
126. S. Ito, I. M. Dharmadasa, G. J. Tolan, J. S. Roberts, G. Hill, H. Miura, J. H. Yum, P. Pechy, P. Liska, P. Comte, M. Grätzel, Sol. Energy., 2011, 85, 1220
127. S. Hao, J. Wu, Z. Sun, Thin Solid Films., 2012, 520, 2102
128. K.-S. Ahn, M.-S. Kang, J.-K. Lee, B.-C. Shin, J.-W. Lee, Appl. Phys. Lett., 2006, 89, 013103
129. W. H. Leng, P. R. F. Barnes, M. Juozapavicius, B. C. O'Regan, J. R. Durrant, J. Phys. Chem. Lett., 2010, 1, 967
130. H. S. Kim, C. R. Lee, J. H. Im, K. B. Lee, T. Moehl, A. Marchioro, S. J. Moon, R. Humphry-Baker, J. H. Yum, J. E. Moser, M. Grätzel, N. G. Park, Sci. Rep., 2012, 2, 591
131. W. Zou, C. Visser, J. A. Maduro, M. S. Pshenichnikov, J. C. Hummelen, Nat. Photonics., 2012, 6, 560